Посадка пузыреплодника на участке по всем правилам

С развитием ландшафтного дизайна в России востребованными для благоустройства участков стали неприхотливые кустарники. В питомниках охотно начали покупать пузыреплодник, спирею, вейгелу, крушину, калину. Например, посадка пузыреплодника не потребует от владельца приусадебного участка много времени и сил. Растение отличается морозостойкостью, оно пригодно даже для выращивания в условиях суровой Сибири.

Dartys Gold

Презентабельный вид с весны до осени

Пузыреплодник – кустарник семейства Розовых, относится к листопадному роду растений. В зависимости от сорта размер взрослого куста варьируется от 1,5 до 3 м в высоту. Растение имеет шарообразную крону, длинные (до 2 м) плетевидные ветви, мелкую листву насыщенного цвета. В период цветения выпускает большое количество зонтичных соцветий белого либо розового оттенка. Цветы имеют густой медовый аромат. Появляются они в июне на четвертом году роста, продолжительность благоухания 3 недели.

Соцветия и плоды

Плоды называют листовками, они несколько вздуты, после созревания меняют окраску с зеленой на красновато-розовую. Если взять гроздь плодов в ладонь и сжать, раздастся легкое потрескивание. Осенью листья изменяют окрас в зависимости от сорта на фиолетовый, желтый либо бордовый. Благодаря стремительно быстрому разрастанию и пластичности ветвей пузыреплодник активно применяется для формирования живых изгородей и растительных композиций.

Отличительными особенностями являются:

• устойчивость к засухе и морозам;
• отзывчивость на обрезку, пересадку;
• быстрый рост в открытом грунте;
• приживаемость в затененных зонах;
• уживчивость практически на любых почвах;
• редкая поражаемость болезнями и вредителями.

Прочие особенности пузыреплодника зависят от того, к какому виду он принадлежит.

Основные виды и сорта пузыреплодника

Родиной Physocarpus считается Северная Америка. Использовать растение в садово-парковом дизайне на территории России начали еще в середине 19 века. Отечественная дикая флора насчитывает всего 2 вида – амурский и калинолистный, причем официально зарегистрировано 10 видов. Амурский отличается раскидистой кроной, в каждом соцветии насчитывается около 10-15 цветков. Для ландшафтного выращивания приобретают сорта Лютеус, Нана или Ауреомаргината.

Diabolo

Калинолистный встречается не только на дачных участках, но и вдоль железных дорог, автотрасс. К пятилетнему возрасту дорастает до 1,5 м, к 20 годам – 2 м. Популярные представители:

• Diabolo;
• Summer Wine;
• Red Baron;
• Luteus;
• Center Glow с двойной окраской листвы.

Для создания живых изгородей предпочтительней приобретать культиваторы Luteus и Dartys Gold с презентабельной золотисто-желтой кроной или Diabolo с пурпурной листвой. Однако следует помнить, что желтизну листовые пластины приобретают к осени, а пурпурные кусты, как и садовый гибискус, демонстрируют свою красоту только на солнечном месте.

• Diabolo и Summer Wine: фото с описанием

Взрослые кусты достигают 3 м в высоту и ширину. Листья на протяжении всего периода вегетации имеют насыщенный бордовый цвет. Диаболо выращивают в открытом грунте на солнечной стороне участка. В затененных местах листья имеют менее интенсивную окраску. Растение пригодно как для приусадебных участков, так и в качестве украшения города. Загазованность городских улиц не влияет на развитие побегов.

Summer Wine

Самер Вайн во взрослом состоянии достигает 2 м. Листья в период вегетации окрашены в бурый цвет. Соцветия представляют розетки с мелкими цветками, наполняющими пространство медовым ароматом. В период плодообразования нуждается в обильном поливе, плохо переносит тень. Кроны растений, высаженных в затененное место, приобретают зеленый цвет и теряют свои декоративные свойства. Ветви сорта Самер Вайн очень пластичны и легко поддаются санитарной и декоративной обрезке.

Ред барон является разновидностью другого сорта – Диаболо. Отличительной особенностью этого кустарника является его компактная форма. Взрослое растение редко превышает 1,5 м. Окрас листьев неинтенсивный бурый, цветочные розетки бледно-розового цвета, плоды алые. Ред барон устойчив к резким климатическим и температурным перепадам, отличается повышенной морозостойкостью.

Red Baron

Данный сорт пузыреплодника рекомендован к разведению в условиях Сибири. В затененных условиях крона может приобрести зеленоватый цвет.

Благодаря своему окрасу стойко переносит ультрафиолетовое излучения и не имеет солнечных ожогов.

Luteus имеет необычный лимонно-желтый окрас. Цветочные соцветия белые, их размер больше обычного на 1-2 см. Листовки насыщенного красного оттенка, эффектно оттеняют листву кустарника. В высоту Лутеукс может достигать 3 м, отличается повышенной морозостойкостью, успешно переносит тень. Благодаря гибким ветвям Лутеус устойчив к порывам ветра и обильным атмосферным осадкам. Используется для формирования зеленых заборов и садово-парковых композиций.

У Center Glow молодые листовые пластинки имеют золотистую серединку и ажурную красную каемку. Из бронзово-красных собратьев стоит обратить внимание на Andre с бело-розовыми соцветиями и Schuch, вырастающий до 2 м.

Center Glow

С какими растениями сочетается?

Решая, что посадить рядом с пузыреплодником, надо изначально учесть, что некоторые виды представляют угрозу для соседей, подавляя их жизнедеятельность мощной корневой системой, ядовитыми летучими веществами, активной вегетацией. Калинолистные не входят в категорию «вампиров». Кустарники могут соседствовать с любыми нейтральными деревьями и цветами. Выигрышно смотрятся в композиции белые и малиновые флоксы, синие и голубые астры, низкорослые колокольчики, календула и белоснежная лобулярия. Неплохим дополнением к композиции послужат саженцы клематиса Кардинал Вышинский.

Уживаются рядом с пузыреплодником такие деревья, как калина, курильский чай, кусты чубушника. Высокорослые сорта благородно оттеняют японская спирея и низкий миндаль. Интересным экстерьерным решением считается сочетание калинолистных с жимолостью и вейгелой. Пурпурные и золотистые сорта целесообразно использовать в качестве солитеров. Возможно совместное выращивание с низкорослой сосной, декоративной сливой, имеющей темно-красную крону. Они усиливают контраст и придают посадкам праздничности. В качестве подсыпки можно выбрать серый гравий или розовую мраморную крошку.

Композиция с деревьями и цветами

Посадка по всем правилам

Пузыреплодник посадку и уход переносит легко. Растение размножается через черенки, отводки и деление куста. Проросшие плоды также годятся к пересадке, но цвет дочерних побегов может отличаться от материнского растения. Связано это с тем, что большинство экземпляров выведено гибридным способом.

Для посадки лучше закупить несколько кустов в ботаническом саду. Все саженцы, выставляемые на продажу в специализированных организациях, проходят предварительную обработку органическими веществами. Приобретенный посадочный материал в Подмосковье можно высаживать весной и осенью, в Сибири рекомендована весенняя посадка, чтобы снизить риск вымерзания.

Саженцы в контейнерах можно сажать даже летом, но с учетом сохранности земляного кома.

Определившись со сроками посадки, приступают к выбору участка. Практически все пузыреплодники светолюбивы, не требовательны к плодородию грунта. Они приживаются на бедных и мало пригодных для роста местах, хотя предпочитают слабокислые суглинки. Для них опасен избыток влаги, поэтому на болотистых низинах надо предусматривать дренажный слой.

Расстояние между посадками надо выбирать с учетом сортовой принадлежности. Живую изгородь из пузыреплодника можно формировать в 2 ряда, распределяя саженцы в шахматном порядке. Расстояние между рядами – 35 см, между соседними кустами – 45 см.

Пошаговая инструкция:

1. Посадочную яму выкапывают на 15-20 см больше кома земли, в котором рос саженец. Глубина должна быть не менее 50 см. Если участок низменный или близко с поверхностью залегают грунтовые воды, то на дно насыпают битый кирпич, гравий или керамзит слоем 15 см.
   Посадка саженца весной

2. Чтобы обеспечить активный рост корней, на дно ямы добавляют перегной или торф.
3. Саженец аккуратно извлекают из контейнера, ставят в центр посадочной ямы, присыпают грунтом. Рекомендуется заглубить куст на 5 см для стимуляции роста дополнительных побегов.
4. Приствольный круг утрамбовывают, поливают раствором Корневина (дозировку указывают на упаковке) для лучшей приживаемости.
5. Чтобы облегчить уход, почву мульчируют соломой, опилками, торфом или перегноем. Мульча избавит садовода от рыхления и частой прополки.

Корневая система пузыреплодника расположена близко к поверхности земли. Если мульча не использовалась, рыхление почвы вокруг кустов необходимо проводить не заглубленным способом с помощью садовых грабель.

Особенности сезонного ухода: полив, подкормки, обрезка

Несмотря на неприхотливость, растению требуется своевременный уход. В летний период кусты поливают 2 раза в неделю, на взрослый пузыреплодник требуется около 40 л воды. На глинистых тяжелых почвах объем жидкости сокращают до 20 л. В весеннее-осенний период кустарник нуждается в подкормке. В апреле садоводы обычно вносят органические удобрения, в сентябре – минеральные. Из органики используют перепревший навоз, торф, коровяк, из азотосодержащих добавок – мочевину, аммиачную селитру.

Удобрения вносят дважды за сезон:

1. Весной обычно готовят раствор из 250 г коровяка, 1 ст. л. мочевины и такого же количества селитры. Такой состав берут на 10 л воды. На взрослое растение требуется ведро полученного раствора.
2. Подкормка пузыреплодника осенью не обходится без нитроаммофоски. Достаточно взять 2 ст. л. на 10 л воды. Вместо нитроаммофоски подходят Кемира универсал, Агровитаква-AVA.

Видео об особенностях обрезки.

В качестве санитарных норм необходимы пузыреплоднику обрезка и побелка. Стволы растения обрабатывают известью в первой четверти марта с целью предотвращения попадания под кору вредителей и вредных веществ.

Обрезка производится дважды в год: весной и осенью. В начале вегетационного периода садоводы осматривают крону и удаляют засохшие ветви, на которых отсутствует листва. Летом после цветения проводится экстерьерная, кронообразующая обрезка лишних частей. В первые годы побегу срезают на 1/3 от величины текущего прироста, в последующем – на 2/3. Осенью ведется забор черенков и удаление поломанных веток.

Для обрезки используют садовые ножницы. Места среза обрабатывают смолой либо садовым варом.

Если хочется получить крепкий куст, то формирующую стрижку начинают, когда пузыреплодник подрос до 50 см. Омолаживание проводят раз в 6 лет, срезая старые побеги до основания. Благоприятное время – осень (после листопада) или весна (до распускания почек).

Сложностей с уходом обычно не возникает. Пузыреплодник на участке быстро набирает силы, активно разрастается и радует своей декоративностью.

Пузыреплодник – правильная посадка кустарника и уход за ним

Среди кустарников мало найдётся таких, которые бы так выгодно, как пузыреплодник, сочетали в себе декоративность, простоту выращивания и нетребовательность в уходе. Посмотрите на фото, разве можно пройти мимо такого красавца, ведь он не теряет своего очарования даже зимой. Посадка не займёт много времени, а вот убранством кустарника вы будете любоваться долгие годы.

Сорта и разновидности пузыреплодника

Иногда пузыреплодник называют ошибочно спиреей, но это заблуждение. Эти два растения относятся к одному семейству, но принадлежат разным родам. У взрослого растения кора отделяется от побега широкими полосками. Плоды пузыреплодника похожи на пузырь, что и дало название растению. В декоративном озеленении используют сорта калинолистного пузыреплодника. Объединяют эти сорта в группы по цвету листвы.

Сорта с красным окрасом листовой пластинки:

Сорт DiabloСорт Summer WineСорт Red BaronСорт Schuch

Сорта, имеющие жёлтую листовую пластинку:

Сорт LuteusСорт Darts GoldСорт Nugget

Сорта с двойной окраской:

Сорт Center GlowСорт Coppertina

Посадка

Конечно, посадка пузыреплодника, как и любого растения, начинается с выбора подходящего места. Пузыреплодник прекрасно растёт и на солнце, и в тени. Плохо развивается на почвах с высоким уровнем грунтовых вод и большим содержанием извести. Такая почва может спровоцировать хлороз или загнивание корней, что приведёт к гибели кустарника. К плодородию почвы растение не предъявляет особых условий.

Можете смело высаживать растение в качестве живой изгороди вдоль дороги, так как пузыреплодник очень хорошо переносит загазованность городского воздуха.

Пузыреплодник совершенно неприхотлив к месту посадки

Лучше приобретать растение для посадки с закрытой корневой системой в питомниках. Так у вас будет гарантия покупки сортового саженца. Контейнерный саженец можно высаживать в любое время, исключая зимние месяцы. Посадочный материал с открытой корневой системой сажают весной или осенью. Осенняя высадка предпочтительнее, так как условия для укоренения более благоприятные, чем весной.

Никаких хитростей при посадке нет: выкапывается яма из расчёта, чтобы корневая шейка была на уровне поверхности земли. Заполняется плодородным почвенным составом и хорошо поливается. Сверху мульчируется перегноем, торфом или просто сухим грунтом.

Саженцы пузыреплодника

Чтобы получить живую изгородь из пузыреплодника, молодые саженцы высаживают двухрядным способом в шахматном порядке. Между рядами оставляют расстояние 35 см, а в ряду 45 см. Такую изгородь можно формировать обрезкой, придав ей вид прямоугольника метровой высоты. Свободнорастущая изгородь, ограниченная лишь с боков обрезкой, вырастет 1,8 – 2,5 м, в зависимости от посаженного сорта.

Совет. Сорта кустарника с золотистым или пурпурным окрасом листвы, например Диаболо или Дартс Голд, лучше высаживать на солнечных участках, так как в тени декоративность листвы снижается.

Уход без хлопот

Несмотря на то, что пузыреплодник относится к неприхотливым растениям, это не означает, что стоит посадить и забыть о нём. Продолжительность жизни кустарника составляет 30 лет. При благоприятных условиях кустарник за вегетативный период способен прибавить вширь и в высоту до 45 см, на второй год на отросших побегах формируются только цветоносные побеги, поэтому кусту жизненно важна стимулирующая обрезка и формировка кроны. Растение очень хорошо переносит эту процедуру и быстро восстанавливается. На зиму не требует никаких дополнительных укрытий, пузыреплодник очень зимостойкий, только в  суровые морозы у него могут подмёрзнуть кончики побегов.

Пузыреплодник не требует особого ухода

Полив

Особое внимание к влажности почвы требуется молодым, только посаженным растениям, ведь от этого зависит их приживаемость. В целом, частота и обильность полива зависит от возраста, состава грунта и климатической зоны произрастания.

1. При произрастании пузыреплодника на суглинках и высоких температурах в летний период, полив потребуется регулярный дважды в неделю по четыре ведра воды на взрослый куст.
2. На тяжёлых глинистых грунтах важно не переувлажнить почву, чтобы не спровоцировать гибель корневой системы.

Соблюдайте умеренность полива

Обрезка

Обрезку можно разделить на санитарную и формирующую. Санитарная обрезка проводится весной, её задача – удалить поломанные или подмёрзшие ветви растения. Формирующую обрезку лучше проводить весной, но можно и осенью.

Свободнорастущие кусты пузыреплодника имеют форму кроны в виде фонтана. У растения просыпаются первыми и трогаются в рост всегда верховые почки. Если хотите получить широкий куст с множеством побегов, обрежьте ветви на высоте полуметра. Фонтанообразная форма придаётся вырезанием всех тонких побегов до уровня земли. В кусте должно остаться штук пять самых крепких побегов, их дополнительно укорачивают на высоту полутора метров от земли. Радикальную обрезку проводят раз в 4 – 5 лет, оставляя пеньки 15 – 20 см от земли.

Пузыреплодник прекрасно смотрится в роли живой изгороди

Обрезку начинают по достижении растением трёхлетнего возраста. Для придания кусту более компактной формы, можно 2 – 3 раза укоротить молодые побеги в течение вегетационного периода.

Совет. Если по какой-либо причине взрослый куст необходимо пересадить на новое место, сделайте это осенью, после облетания листвы. Удалите лишние ветви, а остальные укоротите на 30 см. Сажается взрослый куст так же, как и молодое растение.

Удобрение и подкормка кустарника

Подкармливают пузыреплодник дважды за сезон. Весной потребуются удобрения, содержащие повышенную дозу азота для роста вегетативной массы. Делать это нужно в момент распускания почек. Применяют настой коровяка или птичьего помёта из расчёта пол литра на ведро воды. Осенью применяют раствор нитроаммофоски примерно спичечный коробок удобрения на ведро воды. Взрослым кустам пузыреплодника, достигшим 10 и более лет, увеличивают дозу подкормки в половину.

Подкармливайте культуру 2 раза в год

Пузыреплодник прекрасно отзывается на мульчирование приствольного круга органическими материалами. Мульча создаёт благоприятные условия для корней растения: почва не перегревается, структурируется и дышит, к минимуму сводятся скачки влажности. Мульча избавит от постоянного рыхления и прополки.

Способы размножения пузыреплодника

Пузыреплодник легко размножить самостоятельно — отводком или черенком, как смородину, или делением куста. Семенной способ тоже возможен, но дело в том, что сеянцы редко наследуют признаки материнского растения, от которого были взяты семена. К тому же хлопотное это занятие. Вегетативный способ размножения растения надёжнее и даёт стабильно быстрый результат.

Размножение отводками. Это наименее трудозатратный вариант. Отберите весной здоровый и сильный побег, оборвите листву, оставив нетронутой только верхушку. Теперь этот побег укладываем в заранее вырытую траншею, глубиной 10 – 15 см и прижимаем к земле шпилькой из проволоки или дерева. Верхушку с листиками загибаем вертикально вверх и привязываем к деревянному колышку. Прикопанная часть побега даст корни. Теперь основная задача – своевременное увлажнение почвы, чтобы молодые корешки хорошо окрепли к осени. На следующий год ранней весной можно отсадить молодой кустик на постоянное место.

Пузыреплодник в ландшафтном дизайне

Размножение черенками. Для этой цели нарезаются молодые побеги текущего года длиной около 20 см. На макушке листву укорачивают на половину, остальную удаляют полностью. Нижнюю часть можно слегка поцарапать, чтобы быстрее образовался каллюс, который впоследствии даст корни. На сутки ставим черенки в ведро с водой, в которую добавляем препарат, стимулирующий образование корней или ложку мёда. Теперь можно высаживать черенки в школку.

Почва должна дышать, поэтому под черенки заранее подготавливаем и вносим грунт из смеси торфа и песка. Накрываем школку плёнкой и не забываем увлажнять, проветривать и опрыскивать. Зимой черенки нуждаются в укрытии, а весной можно их высадить на постоянное место.

Черенки пузыреплодника

Чтобы размножить пузыреплодник семенами, их необходимо стратифицировать в течение месяца перед посадкой. Высаживают семена на глубину 2 – 3 см.

Болезни и вредители

Ещё одно достоинство пузыреплодника – он практически не поражается болезнями и вредителями. Редко можно наблюдать хлороз листьев – когда усыхают кончики побегов и желтеет листва, прожилки при этом остаются зелёными. Это связано с недостатком микроэлементов в почве: элементов железа, магния или азота, либо переувлажнении корневого кома. Хлороз могут вызвать вирусы и микроорганизмы, которые переносятся с вредителями. Внесение комплексных удобрений с поливом или опрыскивание листвы хелатными соединениями поможет пузыреплоднику восстановить здоровье.

Болезни пузыреплодника в основном возникают из-за неправильного ухода

Пузыреплодник хорош как солирующее растение, прекрасен в виде живого ограждения в смешанных групповых посадках. В этом кустарнике декоративна даже кора. Листья и цветы, меняющие оттенки в течение сезона, привнесут контрастное цветовое разнообразие в зелёное убранство садового участка.

Пузыреплодник в саду: видео

В качестве санитарных норм необходимы пузыреплоднику обрезка и побелка. Стволы растения обрабатывают известью в первой четверти марта с целью предотвращения попадания под кору вредителей и вредных веществ.

Обрезка производится дважды в год: весной и осенью. В начале вегетационного периода садоводы осматривают крону и удаляют засохшие ветви, на которых отсутствует листва. Летом после цветения проводится экстерьерная, кронообразующая обрезка лишних частей. В первые годы побегу срезают на 1/3 от величины текущего прироста, в последующем – на 2/3. Осенью ведется забор черенков и удаление поломанных веток.

Для обрезки используют садовые ножницы. Места среза обрабатывают смолой либо садовым варом.

Если хочется получить крепкий куст, то формирующую стрижку начинают, когда пузыреплодник подрос до 50 см. Омолаживание проводят раз в 6 лет, срезая старые побеги до основания. Благоприятное время – осень (после листопада) или весна (до распускания почек).

Сложностей с уходом обычно не возникает. Пузыреплодник на участке быстро набирает силы, активно разрастается и радует своей декоративностью.

Пузыреплодник – правильная посадка кустарника и уход за ним

Среди кустарников мало найдётся таких, которые бы так выгодно, как пузыреплодник, сочетали в себе декоративность, простоту выращивания и нетребовательность в уходе. Посмотрите на фото, разве можно пройти мимо такого красавца, ведь он не теряет своего очарования даже зимой. Посадка не займёт много времени, а вот убранством кустарника вы будете любоваться долгие годы.

Сорта и разновидности пузыреплодника

Иногда пузыреплодник называют ошибочно спиреей, но это заблуждение. Эти два растения относятся к одному семейству, но принадлежат разным родам. У взрослого растения кора отделяется от побега широкими полосками. Плоды пузыреплодника похожи на пузырь, что и дало название растению. В декоративном озеленении используют сорта калинолистного пузыреплодника. Объединяют эти сорта в группы по цвету листвы.

Сорта с красным окрасом листовой пластинки:

Сорт DiabloСорт Summer WineСорт Red BaronСорт Schuch

Сорта, имеющие жёлтую листовую пластинку:

Сорт LuteusСорт Darts GoldСорт Nugget

Сорта с двойной окраской:

Сорт Center GlowСорт Coppertina

Посадка

Конечно, посадка пузыреплодника, как и любого растения, начинается с выбора подходящего места. Пузыреплодник прекрасно растёт и на солнце, и в тени. Плохо развивается на почвах с высоким уровнем грунтовых вод и большим содержанием извести. Такая почва может спровоцировать хлороз или загнивание корней, что приведёт к гибели кустарника. К плодородию почвы растение не предъявляет особых условий.

Можете смело высаживать растение в качестве живой изгороди вдоль дороги, так как пузыреплодник очень хорошо переносит загазованность городского воздуха.

Пузыреплодник совершенно неприхотлив к месту посадки

Лучше приобретать растение для посадки с закрытой корневой системой в питомниках. Так у вас будет гарантия покупки сортового саженца. Контейнерный саженец можно высаживать в любое время, исключая зимние месяцы. Посадочный материал с открытой корневой системой сажают весной или осенью. Осенняя высадка предпочтительнее, так как условия для укоренения более благоприятные, чем весной.

Никаких хитростей при посадке нет: выкапывается яма из расчёта, чтобы корневая шейка была на уровне поверхности земли. Заполняется плодородным почвенным составом и хорошо поливается. Сверху мульчируется перегноем, торфом или просто сухим грунтом.

Саженцы пузыреплодника

Чтобы получить живую изгородь из пузыреплодника, молодые саженцы высаживают двухрядным способом в шахматном порядке. Между рядами оставляют расстояние 35 см, а в ряду 45 см. Такую изгородь можно формировать обрезкой, придав ей вид прямоугольника метровой высоты. Свободнорастущая изгородь, ограниченная лишь с боков обрезкой, вырастет 1,8 – 2,5 м, в зависимости от посаженного сорта.

Совет. Сорта кустарника с золотистым или пурпурным окрасом листвы, например Диаболо или Дартс Голд, лучше высаживать на солнечных участках, так как в тени декоративность листвы снижается.

Уход без хлопот

Несмотря на то, что пузыреплодник относится к неприхотливым растениям, это не означает, что стоит посадить и забыть о нём. Продолжительность жизни кустарника составляет 30 лет. При благоприятных условиях кустарник за вегетативный период способен прибавить вширь и в высоту до 45 см, на второй год на отросших побегах формируются только цветоносные побеги, поэтому кусту жизненно важна стимулирующая обрезка и формировка кроны. Растение очень хорошо переносит эту процедуру и быстро восстанавливается. На зиму не требует никаких дополнительных укрытий, пузыреплодник очень зимостойкий, только в  суровые морозы у него могут подмёрзнуть кончики побегов.

Пузыреплодник не требует особого ухода

Полив

Особое внимание к влажности почвы требуется молодым, только посаженным растениям, ведь от этого зависит их приживаемость. В целом, частота и обильность полива зависит от возраста, состава грунта и климатической зоны произрастания.

1. При произрастании пузыреплодника на суглинках и высоких температурах в летний период, полив потребуется регулярный дважды в неделю по четыре ведра воды на взрослый куст.
2. На тяжёлых глинистых грунтах важно не переувлажнить почву, чтобы не спровоцировать гибель корневой системы.

Соблюдайте умеренность полива

Обрезка

Обрезку можно разделить на санитарную и формирующую. Санитарная обрезка проводится весной, её задача – удалить поломанные или подмёрзшие ветви растения. Формирующую обрезку лучше проводить весной, но можно и осенью.

Свободнорастущие кусты пузыреплодника имеют форму кроны в виде фонтана. У растения просыпаются первыми и трогаются в рост всегда верховые почки. Если хотите получить широкий куст с множеством побегов, обрежьте ветви на высоте полуметра. Фонтанообразная форма придаётся вырезанием всех тонких побегов до уровня земли. В кусте должно остаться штук пять самых крепких побегов, их дополнительно укорачивают на высоту полутора метров от земли. Радикальную обрезку проводят раз в 4 – 5 лет, оставляя пеньки 15 – 20 см от земли.

Пузыреплодник прекрасно смотрится в роли живой изгороди

Обрезку начинают по достижении растением трёхлетнего возраста. Для придания кусту более компактной формы, можно 2 – 3 раза укоротить молодые побеги в течение вегетационного периода.

Совет. Если по какой-либо причине взрослый куст необходимо пересадить на новое место, сделайте это осенью, после облетания листвы. Удалите лишние ветви, а остальные укоротите на 30 см. Сажается взрослый куст так же, как и молодое растение.

Удобрение и подкормка кустарника

Подкармливают пузыреплодник дважды за сезон. Весной потребуются удобрения, содержащие повышенную дозу азота для роста вегетативной массы. Делать это нужно в момент распускания почек. Применяют настой коровяка или птичьего помёта из расчёта пол литра на ведро воды. Осенью применяют раствор нитроаммофоски примерно спичечный коробок удобрения на ведро воды. Взрослым кустам пузыреплодника, достигшим 10 и более лет, увеличивают дозу подкормки в половину.

Подкармливайте культуру 2 раза в год

Пузыреплодник прекрасно отзывается на мульчирование приствольного круга органическими материалами. Мульча создаёт благоприятные условия для корней растения: почва не перегревается, структурируется и дышит, к минимуму сводятся скачки влажности. Мульча избавит от постоянного рыхления и прополки.

Способы размножения пузыреплодника

Пузыреплодник легко размножить самостоятельно — отводком или черенком, как смородину, или делением куста. Семенной способ тоже возможен, но дело в том, что сеянцы редко наследуют признаки материнского растения, от которого были взяты семена. К тому же хлопотное это занятие. Вегетативный способ размножения растения надёжнее и даёт стабильно быстрый результат.

Размножение отводками. Это наименее трудозатратный вариант. Отберите весной здоровый и сильный побег, оборвите листву, оставив нетронутой только верхушку. Теперь этот побег укладываем в заранее вырытую траншею, глубиной 10 – 15 см и прижимаем к земле шпилькой из проволоки или дерева. Верхушку с листиками загибаем вертикально вверх и привязываем к деревянному колышку. Прикопанная часть побега даст корни. Теперь основная задача – своевременное увлажнение почвы, чтобы молодые корешки хорошо окрепли к осени. На следующий год ранней весной можно отсадить молодой кустик на постоянное место.

Пузыреплодник в ландшафтном дизайне

Размножение черенками. Для этой цели нарезаются молодые побеги текущего года длиной около 20 см. На макушке листву укорачивают на половину, остальную удаляют полностью. Нижнюю часть можно слегка поцарапать, чтобы быстрее образовался каллюс, который впоследствии даст корни. На сутки ставим черенки в ведро с водой, в которую добавляем препарат, стимулирующий образование корней или ложку мёда. Теперь можно высаживать черенки в школку.

Почва должна дышать, поэтому под черенки заранее подготавливаем и вносим грунт из смеси торфа и песка. Накрываем школку плёнкой и не забываем увлажнять, проветривать и опрыскивать. Зимой черенки нуждаются в укрытии, а весной можно их высадить на постоянное место.

Черенки пузыреплодника

Чтобы размножить пузыреплодник семенами, их необходимо стратифицировать в течение месяца перед посадкой. Высаживают семена на глубину 2 – 3 см.

Болезни и вредители

Ещё одно достоинство пузыреплодника – он практически не поражается болезнями и вредителями. Редко можно наблюдать хлороз листьев – когда усыхают кончики побегов и желтеет листва, прожилки при этом остаются зелёными. Это связано с недостатком микроэлементов в почве: элементов железа, магния или азота, либо переувлажнении корневого кома. Хлороз могут вызвать вирусы и микроорганизмы, которые переносятся с вредителями. Внесение комплексных удобрений с поливом или опрыскивание листвы хелатными соединениями поможет пузыреплоднику восстановить здоровье.

Болезни пузыреплодника в основном возникают из-за неправильного ухода

Пузыреплодник хорош как солирующее растение, прекрасен в виде живого ограждения в смешанных групповых посадках. В этом кустарнике декоративна даже кора. Листья и цветы, меняющие оттенки в течение сезона, привнесут контрастное цветовое разнообразие в зелёное убранство садового участка.

Пузыреплодник в саду: видео

Выращивание пузыреплодника: фото

 

советы по выращиванию: уход, посадка и пересадка, удобрения и грунт Питэр Пит, поливка, обрезка, болезни и вредители

Пузыреплодник калинолистный — живописный многолетний кустарник семейства Розовые родом из Восточной Азии и Северной Америки. Пузыреплодник приятно функционален: его пышные кусты с листьями насыщенно бордового цвета будут эффектно смотреться как в одиночных, так и в групповых композициях. Из-за хорошей приживаемости на суглинистых почвах и врожденной способности переносить сильную загазованность растение обильно высаживается в городских парках, скверах, придомовых территориях, а на приусадебных участках пузыреплодник часто используется в качестве живых изгородей и обрамления домов, беседок, барбекюшниц и прочих дачных строений.

Итак, возможность почти круглогодичной посадки-пересадки (исключая период декабрь-март), неприхотливость, сдержанно-благородный внешний вид, активный рост в течение весны, лета и почти всей осени делают пузыреплодник идеальным кандидатом для посадки на вашем участке. А пока вы подыскиваете ему местечко, мы расскажем, как сделать жизнь пузыреплодника комфортной и счастливой.

Рекомендуемые морозостойкие сорта

Coppertina, Schuch, Diablo, Center Glow, Summer Wine.

Постмагазинные процедуры

Желательно приобретать пузыреплодник в специализированном магазине: выберите саженцы с закрытыми корневыми системами в торфогоршках, тогда при посадке они не будут травмироваться. Обратите внимание на тургор листьев и отсутствие на них пятнистости. Также осмотрите саженцы пузыреплодника на предмет механических повреждений и наличия к ним инструкции с указанием особенностей сорта и оптимальных сроков посадки.

Условия выращивания

Место. Пузыреплодник порадует вас своей красотой, если посадите его в незатененных местах сада подальше от крупномеров. Конечно, в полутени он тоже будет расти и цвести, но уже не так активно и нарядно. Растение не приживается на местах с высоким УГВ.

Почва. Оптимальная почва для растения — слабокислая или нейтральная, рыхлая и хорошо удобренная. Чтобы не мучиться, просто предложите пузыреплоднику питательный и готовый к применению грунт PETER PEAT «Удачный» линии HOBBY.

Посадка саженцев в открытый грунт

В середине апреля, как только сойдет снег, выкопайте ямы 40×40×40 см с шагом не менее 1,5 м, если это — сольные растения. Если же делаете живую изгородь, расстояние между ближайшими растениями 60-70 см. На дно каждой насыпьте дренаж слоем 8 см. Немного пролейте горшки с саженцами пузыреплодника отстоявшейся водой и осторожно вытащите молодые растения с комьями земли. Засыпьте в яму почвосмесь/грунт на 2/3, опустите саженец в яму, расположив по центру, обсыпьте грунтом, обильно полейте, замульчируйте торфом нейтрализованным PETER PEAT линии AGRO слоем 4 см. После посадки прикорневая шейка пузыреплодника должна остаться на уровне грунта.

Уход

Полив. На одно растение пузыреплодника потребуется не менее 40 литров воды. Часто поливать его не следует, достаточно одного раза в неделю. Самое лучшее время — это сразу после рассвета или перед закатом солнца. Важно соблюдение меры, так как растение критически относится к переливанию и застою воды.

Подкормка. Если вы посадили пузыреплодник в плодородный грунт, в первый год подкармливать его не нужно. На 2-й год: подкармливайте его жидким комплексным минеральным удобрением PETER PEAT «Минеральный баланс: для цветочных культур».

Рыхление. Через 5 мин после полива рыхлите грунт на глубину 3-5 см. Обязательно пропалывайте сорняки в радиусе 1 м от растений и периодически обновляйте мульчирующий слой.

Обрезка. Оптимальное время для стрижки — апрель и октябрь. Однако опытные садоводы советуют оздоравливать и формировать крону кустарника в апреле, до начала этапа бутонизации. Оставить нужно лишь 5-7 самых сильных побегов, которые лучше укоротить на 4-5 см. Пузыреплодники, достигшие 6-летнего возраста, омолаживайте радикально — под корень. Если же вы хотите, чтобы куст разрастался в ширину, по весне тотально подрежьте его до 50-55 см в высоту.

Укрытие на зиму. Прикорневые зоны (радиусом 80 см) молодых и взрослых кустов пузыреплодника в конце ноября замульчируйте торфом нейтрализованным PETER PEAT линии AGRO или опилками слоем 12-15 см. Кусты укутайте спанбондом и стяните бечевками, чтобы они не развалились от снеговой нагрузки. В середине апреля всех освободите.

Размножение

Черенками. В начале апреля срежьте со взрослого пузыреплодника черенки длиной 15-20 см с 2-3-мя междоузлиями (нижний срез под углом 45⁰). Нижние половины полностью освободите от листвы, верхние подрежьте на 50%. Погрузите их в стакан с раствором жидкого гуминового удобрения PETER PEAT «Живая сила: для замачивания семян» на сутки. В ёмкости с дренажными отверстиями заглубите черенки на 5-6 см в почвосмесь из торфа нейтрализованного PETER PEAT линии AGRO и песка (1:1) с шагом 15 см, либо можно сразу посадить их в отдельные торфогоршки. Обильно полейте черенки теплой водой, накройте прозрачной пленкой и определите емкость в теплое (+ 21-23⁰С) помещение. Ежедневно проветривайте черенки по 10 мин, обильно опрыскивайте, умеренно поливайте. Как только у черенков появится новая поросль, можно пересаживать их в теплицу или открытый грунт, но желательно делать это не ранее второй половины апреля следующего года.

Отводками. В конце апреля возле боковой ветки взрослого пузыреплодника выкопайте ямку глубиной 15-20 см, пришпильте к ее дну деревянной/пластиковой вилкой, присыпьте землей. Рядом с торчащей веткой воткните вертикальную опору, привяжите к ней ветку, чтобы она также располагалась вертикально. Поливайте, подкармливайте, мульчируйте и рыхлите материнское растение и заглубленную ветку, и уже в сентябре-начале октября укоренившуюся ветку с комом земли можно пересадить на новое место.

Делением куста. В середине апреля либо начале октября осторожно выкопайте взрослое растение (старше 4 лет) с комом грунта. Обеззараженным секатором разделите корневую систему пузыреплодника на 2-3 части. Сделайте ямы в свежем питательном грунте и сразу после выкопки посадите эти части, не забыв полить и замульчировать.

Болезни

• Хлороз — увядание кончиков побегов и листьев вследствие заражения растения вирусами или из-за недостаточной подкормки. Лечение: сократите в 1,5 раза промежуток между подкормками и угощайте растение комплексными минеральными удобрениями. Опрыскивайте раз в 4-5 дней растение хелатом железа.

Удачи!

правила посадки и особенности ухода — sdelayzabor.ru

Пузыреплодник только набирает свою популярность среди российских садоводов. Дизайнеры по ландшафту любят это растение за яркую листву, неприхотливость, устойчивость к суровым климатическим условиям, простоту в уходе. Много новых сортов появилось в 90-х годах прошлого века. Так что у многих из нас еще есть возможность удивить соседей роскошными кустарниками на своем участке. Некоторые из них за свои декоративные свойства удостоены престижной премии английского Королевского общества садоводов. К примеру, сорт «Дартс Голд» получил эту премию в 1993 году, «Диаболо» — в 2002 году, а пузыреплодник «Леди ин Ред» — в 2012 году. Среди всего разнообразия для украшения участка можно выбрать с желтой или красной листвой калинолистный пузыреплодник — посадка и уход которого не составят особого труда.

Пузыреплодник калинолистный — изящное украшение

Основные правила посадки пузыреплодника

Пузыреплодник калинолистный – очень нетребовательное растение. Но соблюдение нескольких простых правил при посадке будет способствовать лучшему росту и развитию. Рассмотрим основные из них:

Место и время посадки

Все сорта этого декоративного растения любят участки, где много солнца. От недостатка солнечных лучей цвет листвы может потерять свою яркость. Сорта с красными листочками, такие как «Леди ин Ред», «Ред Эсквайр», «Ред Барон», теряют сочность цвета. Листья становятся бледными. Сорта с желтой листвой, например «Наггет» или «Голд Спирит», в тени выглядят обычными кустарниками, каких в округе множество.

Лучше, если рядом с кустарниками пузыреплодника калинолистного не будет фруктовых деревьев с раскидистой кроной. К почвенному составу растение нетребовательно. Хорошо, если грунт окажется рыхлым, хорошо пропускающим влагу и кислород. Сажать кустарники лучше весной, чтобы к зимним холодам они успели как следует укорениться.

Подготовительные работы

Правильно подготовленная почва – половина успеха в выращивании калинолистного пузыреплодника. Землю следует хорошо перекопать, убрать все камешки, ветки, высохшую траву, мусор. Участок перед посадкой нужно взрыхлить.

Хотя растение нетребовательно к составу грунта, желательно, чтобы в почве не было извести. Слабокислый грунт, хорошо пропускающий влагу, – лучшее место для посадки.

Посадка в открытый грунт

Весной в питомниках можно выбрать отличный посадочный материал. Лучше, если выращивание молодых кустарников пузыреплодника производилось контейнерным способом. В этом случае корневая система будет неповрежденной, а значит, лучше приживется на новом месте.

Посадка проводится в несколько этапов:

• Для каждого молодого саженца выкапывают яму глубиной и шириной по 50 сантиметров. На дно ямы укладывают слой перегноя.
• Кустарник из контейнера аккуратно изымают и размещают в яме вертикально. Хорошо расправив корешки, присыпают их грунтом, оставляя открытой корневую шейку.
• Землю вокруг саженца утрамбовывают и поливают, затем проводят мульчирование прикорневой зоны торфом.
• Учитывая, что калинолистный пузыреплодник склонен к разрастанию, сажать кустарники нужно далеко друг от друга, оставляя расстояние между ними до двух метров.  И только в случае посадки живой изгороди их можно размещать поближе друг к другу.

Способы размножения пузыреплодника

Размножается пузыреплодник разными способами: семенами, черенками, отводками, делением куста. Выращивание из семян дает неплохие всходы, но растение зачастую не наследует всех декоративных свойств от материнского образца. Поэтому садоводы применяют другие способы.

Размножение отводками

Схема размножения отводками

Отводки закладывают весной, чтобы к началу холодов молодое растение можно было отсадить на постоянное место. Здоровый и сильный побег укладывают в подготовленную канавку и пришпиливают к земле, предварительно удалив с него все листочки, за исключением верхушечных. Необходимо следить за влажностью почвы, чтобы отводка дала сильные и здоровые корни. Осенью молодое растение отсаживают от материнского на постоянное место. Первую зиму кустарник должен пережить укрытым.

Черенкование

Размножение пузыреплодника черенками

Размножение пузыреплодника способом черенкования считается самым популярным. Для выращивания черенками берутся побеги текущего года. Их нарезают острым ножом, оставляя по два – три междоузлия. Хорошо, если есть возможность замочить их в растворе «Корневина». Сажать черенки нужно во влажный, прогретый песок. До появления первых почек необходимо внимательно следить за его влажностью. На зиму укорененные черенки укрывают, а весной высаживают на постоянное место.

Деление куста

Для выращивания таким способом выбираются здоровые разросшиеся кустарники пузыреплодника калинолистного. Корни отделенного экземпляра обрабатывают слабым раствором марганцовки и сажают на новое место. Обрезка побегов нового растения позволит ему не тратить силы на образование листвы и даст возможность для лучшего укоренения. Деление куста лучше проводить весной.

Особенности ухода за пузыреплодником

Как и любое другое растение, пузыреплодник нуждается в уходе, хотя и минимальном.  Заключается он в своевременной обрезке, поливе, подкормке, защите от болезней и вредителей.

Обрезка

Пузыреплоднику калинолистному нужна санитарная и декоративная обрезка. Весной проводят санитарную стрижку, во время которой удаляются все сухие и поврежденные ветки. Декоративную обрезку делают только после цветения. Во время процедуры удаляют до 1/3 длины побегов, в зависимости от той формы, которую хотят придать кустарнику. Живые изгороди стригут дважды: первый раз в апреле, а далее – по мере надобности.

Защита от болезней и вредителей

Пузыреплодник очень редко подвергается болезням и атакам вредителей. От переизбытка влаги корни могут загнивать. Чтобы убрать прикорневую гниль, кусты выкапывают, удаляют поврежденные части, корни обрабатывают раствором марганцовки, после чего высаживают на новое место.

Полив

Поливать кусты пузыреплодника нужно так часто, как этого требуют условия произрастания. В жарком климате на суглинистых почвах растения требуют регулярного полива весь теплый сезон. Дважды в неделю под каждый куст необходимо выливать не менее 40 литров воды. На глинистых почвах нужно следить, чтобы не было переизбытка и застоя влаги. От этого растение может погибнуть.

Подкормка

Подкармливают пузыреплодник дважды в год: весной – азотными удобрениями, осенью – минеральными.

Для весенней подкормки готовят такой состав: в 10 литрах воды разводят 0,5 литра коровяка и по столовой ложке мочевины и аммиачной селитры. Для осенней подкормки используют нитроаммофоску из расчета 1 спичечный коробок на 10 литров воды. Во время подкормки расход на одно взрослое растение составляет 15 литров раствора.

Выращивайте пузыреплодник на своих участках, используйте его для украшения парадных входов, для живых изгородей, всевозможных композиций. Это благодарное растение хорошо отзывается на простой уход и минимум внимания.

посадка, уход, фото, применение в ландшафтном дизайне

Пузыреплодник (Physocarpus) — это листопадный кустарник. Он относится к семейству Розовые. Распространение — Северная Америка и Восточная Азия. В роду насчитывается 14 видов. В дикой природе России произрастает только 2 вида.

Это неприхотливое растение обладает эффектными декоративными качествами, которые оно не утрачивает в течение всего периода вегетации. Темпы роста отличаются быстротой. Его часто используют в ландшафтном дизайне.

Раскидистые ветви пузыреплодника формируют собой шаровидную крону. Высота не превышает 3 метров. Листья его визуально напоминают листья калины. Простые мелкие цветки белого цвета образуют соцветия, которые отличаются обильным и многочисленным соцветием. Диаметр соцветия может достигать 7 см.

В культуре используются только два вида культуры. Среди них выделяются несколько сортовых разновидностей. Они очень привлекательны для цветоводов и ландшафтных дизайнеров благодаря своим декоративным свойствам и неприхотливости.

Виды и сорта

Среди видов пузыреплодника широкое распространение в культуре России получили два вида:

Амурский пузыреплодник (Physocarpus Amurensis) — это кустарник, родиной которого является Восточная Азия. Отличается шаровидной кроной. Высота его не превышает 3 метров. Гладкие побеги имеют коричневый с красноватым оттенком цвет. У старых кустов кора отслаивается полосками продольной формы. Листья бывают трехлопастными или пятилопастными. Длина листьев может достигает 10 см. Верхняя их сторона — темно-зеленая, а снизу покрыты войлочными волосками сероватого цвета.

Амурский

До 15 мелких белых цветочков образуют соцветия. Цветение длится до трех недель. Этот вид является устойчивым к заморозкам. Окультурен был во второй половине 19 века. Используется для групповых и сольных посадок, а также распространен для создания живых изгородей.

Калинолистный (Physocarpus opulifolius) — очень популярных в российских садах кустарник. Это неприхотливое и очень декоративное растение. Отличается особой пышностью благодаря раскидистым ветвям, образующим крону в форме шара. Гофрированные листья отличаются крупными размерами. Высота куста — около 3 метров. Мелкие цветки имеют красноватые или розовые тычинки. Они образуют собой соцветия. Листья также могут быть трехлопастными или пятилопастными.

Этот вид пузыреплодника очень широко используется в цветоводстве и ландшафтном дизайне. Идеально подходит для создания живых изгородей. Свое распространение в культуре России получил во второй половине 19 века.

Калинолистный

Сорта калинолистного пузыреплодника

Голден Наггет (Golden Nugget)— популярный в цветоводстве сорт. Очень декоративен за счет своей яркой листвы золотой окраски. Его высота обычно не превышает 2,5 метров. Крона — широкая и шаровидная. Цветки бывают белой или розоватой окраски. Начало цветения обычно приходится на июнь. Эта сортовая разновидность отличается нетребовательностью к почвам, засухоустойчивости и морозостойкости. Растение не выносит избыточной влаги и застоя воды. Голден Наггет великолепен в разнообразных цветочных композиции, озеленение и создании живых изгородей.

Ред Барон (Red Baron) отличается эффектными декоративными свойствами. Сорт очень популярен благодаря темно-красной окраске листьев. Высота — около 2 метров. Имеет шаровидную крону. В тени листья не такие красные, как на солнце, а в осенний период времени становятся бронзовыми. Рост быстрый. Сорт устойчив к почве, засухоустойчивый и зимостойкий. Любит солнце. Применяется в ярких цветочных композициях, а также при создании живых изгородей. Часто используется в озеленении города и садов.

Ред Барон

Диабло (Diablo) — еще один красный сорт пузыреплодника (именно его можно увидеть заглавном фото). Цвет листьев более насыщенный чем у Ред Барон. Высота может достигать 3 метров. Густая и плотная крона имеет полушаровидную форму. Розоватые цветки собраны в щитковидные соцветия. Цветение начинается с середины июня. Листва имеет красный с фиолетовым оттенком цвет. Если кустарник растет в тени, то цвет листвы не такой красный и насыщенный. Сорт отличается декоративностью и неприхотливостью. Дьябло идеален в озеленении городов и садов, а также великолепен при создании живых изгородей, которые отличаются яркостью и плотностью.

Диабло

Леди Ин Ред (Lady In Red) — эффектный декоративный сорт, который был выведен в Великобритании. Красно-коричневые побеги растут вверх. Цвет листвы — ярко-красный. Мелкие розоватые цветки собраны в пышные густые соцветия, которые начинают цвести в июне. Кустарник вырастает до 1,5 метров. Этот сорт не боится ветров и засухи. Также устойчив к заморозкам. Леди Ин Ред любит солнце. В тени его листва не такая красная и насыщенная.

Леди ин Ред

Саммер вайн (Simmer Wine) — двухметровый компактный кустарник. Насыщенно-красные листья могут зеленеть в летнее время, особенно, если куст растет в тени. Бело-розовые небольшие цветки собраны в щитковидные соцветия. Саммер вайн начинает цвести с конца весны. Сорт является декоративным за счет своей красно-винной листвы и розовых соцветий. Этот неприхотливый и светолюбивый сорт зачастую используется в создании живых изгородей и композиций из хвойных и лиственных кустарников и деревьев, а также клумб из цветов-многолетников.

Саммер вайн

Лютеус идеален для озеленения парков и садовых участков. Золотистая листва этого кустарник не может остаться незамеченной. Солнечный сорт очень неприхотлив и не требователен к почве. Куст может использоваться в разнообразных ландшафтных композициях, в украшении зданий и улиц. Форма кроны — полушаровидная. Высота не превышает 3 метров. Кустарник обладает многочисленными белыми цветками, которые образуют собой щитки.

Лютеус

Дартс Голд (Dart`s Gold) является усовершенствованной  формой сорта Лютеус. Золотистый куст имеет многочисленные белые цветки, собранные в щитковидные соцветия. Цветение начинается в середине июня и длится в течение трех недель. Данный желтый сорт любит солнце, но растет и в затененных участках, однако при этом теряет насыщенность окраски. Сорт устойчив к засухи и небольшим заморозкам, но не переносит застоя влаги.

Дартс Голд

Ауреа (Aurea) — прекрасный кустарник, высота которого может достигать 2,5 метров. Ярко-желтая листва великолепна на фоне белых соцветия и красноватых плодов. Начало цветения приходится на конец июня. Сорт засухоустойчив, зимостоек и не требователен к почвам. Может расти в тени, но предпочитает солнечный свет. Используется в озеленение садов, создании разнообразных композиций и живых изгородей.

Ауреа

Литтл Девил (Little devil) — еще один краснолистный пузыреплодник. Красный дьявол отличается небольшим ростом (около 1 метра). Побеги растут вверх, образую полушаровидную крону. Литься имеют красный цвет с фиолетовым оттенком. В тени листва обретает зеленый цвет, поэтому желательно высаживать его в солнечных местах. Многочисленные цветки имеют бледно розовый цвет и формируют соцветия, которые зацветают в середине июня. Этот неприхотливый и солнцелюбивый сорт часто применяется в декорировании садов и городских аллей и зданий. Также используется для создания бордюров.

Литтл Девил

Андре — это сорт калинолистного пузыреплодника с широко шаровидной кроной. Вырастает до 2,5 метров. Листва имеет пурпурно-красный цвет. В осеннее время обретает бронзовый оттенок. В начале июня распускаются шарообразные соцветия из мелких белых или розоватых цветков. Сорт устойчив к засухе, ветрам и условиям городов. Андре предпочитает влажную почву и солнце. Андре прекрасен в озеленении садов и парков, также используется в создании многоконтрастных композиций.

Андре

Размножение

Растение размножают черенками, отводками и делением кустов. Для размножения черенками необходимо использовать зеленые побеги, которые отросли в этом году. Обрезать их требуется весной до момента, когда культура начнет цвести. Длина побега не должна быть больше 20 см. Листья с побега удаляются. Сверху листья оставляют, но немного укорачивают.

Черенки прежде необходимо замочить в растворе, который стимулирует образование корней. Подходит «Корневин». Для посадки используют либо речной песок, либо смесь песка и торфа. После посадки черенки желательно накрыть полиэтиленовой пленкой. Также для укрытия подойдут бутылки с отрезанными горлышками. До наступления зимы черенки требуется периодически проветривать и увлажнять.

Зимой укорененные побеги необходимо укрыть. В весеннее время их требуется пересадить на постоянное место произрастания.

Также растение размножается отводками. Это относительно несложный и эффективный метод. В качестве отводка применяется сильный и здоровый побег. Все, кроме верхних, листья удаляются. Побег укладывается в ямку глубиной около 15 см и пришпиливается к грунту. Делать это необходимо в начале весны, чтобы за зиму отводок могу укорениться в почве.

В засушливое время большое значение имеет увлажнение грунта. В конце осени молоденькие кустики требуется отделить от материнского куста и укрыть на зимний период.

Посадка

Сажать растение семенами нежелательно, гораздо лучше покупать молодые саженцы с закрытой корневой системы. Это связано с тем, что при посадке семенами, оригинальная окраска листвы передается далеко не всему потомству.

Кустики можно сажать летом, осенью или весной. Ямка для посадки саженца должна быть около полуметра в глубина и столько же диаметром. На дно ямы желательно положить немного перегноя или же торфяного субстрата. Саженец не стоит заглублять более, чем на 5 см. После посадки требуется обильно полить. Желательно также воспользоваться раствором «Корневина».

Место для посадки должно быть солнечным, так как в полутени или в тени окраска листьев становится менее насыщенной и яркой. В грунте не должна присутствовать известь, а также должен быть хороший дренаж.

Чтобы внешний вид был пышным и красивым, почва должна быть питательна веществами, но и на бедной почве кустарник будет радовать своим цветением. Растение можно сажать в условиях города и рядом с трассой, так как загрязненность и загазованность не страшны для него.

Уход

Пузыреплодник отличается неприхотливостью, однако некоторые правила ухода соблюдать все-таки придется. Режим полива зависит от возраста растения, температурного режима и климата. Если летом очень жарко, то поливать необходимо с конца весна и до наступления осеннего периода. Полив осуществлять нужно хотя бы один раз за де недели. Для взрослого дерева требуется около 40 литров воды. Если почва является тяжелыми суглинками, то есть большая опасность перелива растения.

Избыточное увлажнение может привести к развитию такого заболевания, как мучнистая роса. Она может привести к тому, что растение погибнет.

Весной и осенью культура нуждается в подкормках. В весеннее время в качестве подкормки выступают азотосодержащие удобрения, а в осеннее — минеральные. Весной можно использовать удобрение, которое состоит из:

1. 10 литров воды;
2. 0,5 литров коровяка;
3. 1 ст.л. аммиачной селитры;
4. 1 ст.л. мочевины.

В качестве осеннего удобрения разводят нитроамоффоску (в размере спичечного коробка) на 10 литров воды. На одно взрослое растение необходимо примерно 15 литров подкормки.

Пересадка и обрезка

Обрезка культуре необходима. Есть два вида обрезки: санитарная и формообразующая. Первую осуществляют весной, когда подмерзшие и ломаные ветки. А чтобы кустарник рос так, как необходимо, необходимо осуществлять формирующую обрезку. Она необходима как весной, так и осенью. Обрезка также провоцирует ускоренный и правильный рост побегов. Чтобы куст был широким, побеги обрезаются на полметра. А чтобы куст был в форме фонтана, обрезаются все тонкие побеги у основания, а оставшиеся побеги укорачиваются.

Растение пересаживают, если в этом имеется необходимость. Прежде, чем пересадить его, лишние и больные побеги удаляются. Пересадка осуществляется в весенний период. Куст пересаживают вместе с крупным земляным комом.

После пересадки кустарник требуется обильно полить водой и раствором «Корневина». Также необходимо обработать листву. Для этого подойдет «Эпин».

Применение в ландшафтном дизайне

Эта декоративная культура пользуется огромной популярностью у садоводом и ландшафтных дизайнеров. Ее сочные цвета и многочисленное цветение прикуют к себе внимание любого, даже самого искушенного любителя цветов.

Пузыреплодник используется в групповых и одиночных посадках. Его применяют в дизайне сада, городских парков. Им декорируют здания.

Но чаще всего культура выращивается для создания живых изгородей и бордюров.

На фото выше живая изгородь из краснолистных калинолистных пузыреплодников. Такая изгородь получается плотной, яркой и красивой.

С чем сочетается пузыреплодник?

Сорт Лютеус золотистого цвета великолепно будет смотреться с такими сортами, как Ред Барон и Диабло красного цвета. Для Дартс Голд идеальны барбарис и белый дерен.

На фото разные зеленые сорта пузыреплодника идеально сочетаются со спиреей и барбарисом для озеленения площадей и скверов.

Также культура хорошо смотрится в сочетании с такими культурами:

Для посадки в вазонах и кашпо хорошо подходят карликовые сортовые разновидности. К таковым, например, относится Нана (Nana). Он относится к амурской разновидности культуры. Еще одним низкорослым сортом является Литтл Девил (Little devil).

Карликовые зеленолистные и краснолистные сорта в кашпо.

Сорт Summer Wine

Пузыреплодник opulifolius Tiny Wine.

Пузыреплодник ‘Summer Wine’ и спирея ‘Ogon’

Пузыреплодник “Diabolo”, пионы, гортензия крупнолистная и гортензия сорта “Anna Bella”.

Summer Wine

Где купить?

Купить саженцы пузыреплодника можно в садоводческих магазинах, питомника. Также можно заказать почтой и через интернет-магазины.

Сорт	Где купить	Цена
Диабло (40-60 см)	Россельхозпитомник в Санкт-Петербурге	999 р.
Лютеус (40-60 см)	Россельхозпитомник в Санкт-Петербурге	999 р.
Ред Барон (90 см)	Питомник Калина (Московская обл.)	450 р.

Обзор на видео
Консультация от видеоканала Флорист-Х.

Пузыреплодник калинолистный: сорта, посадка и уход

Сортимент достаточно зимостойких кустарников, пригодных для Сибири не так уж мал. Есть среди них несколько особенно популярных, например, пузыреплодник калинолистный. В народе его еще называют таволгой, или спиреей калинолистной.  Это растение представляет интерес для садоводов, которые любят подбирать коллекцию оригинальных и в то же время неприхотливых растений, имеющих эффектный вид.  Весь сезон пузыреплодник калинолистный будет украшать ваш сад. 

Пузыреплодник калинолистный в дизайне сада

Многие садоводы довольно редко обращают внимание на декоративные деревья и кустарники, ограничиваясь цветами. Обычно это мотивируется малыми размерами участка.

Между тем гармоничный садовый пейзаж невозможно построить, заполнив лишь его нижний ярус. Ваш сад просто преобразится, если в разных его точках появятся высотные доминанты деревьев и цветовые пятна декоративно­-лиственных кустарников. 

Декоративно-лиственные кустарники — настоящие палочки-выручалочки сада! Благодаря своей яркой листве они декоративны на протяжении всего сезона. Их можно с успехом использовать, чтобы заполнить временные пустоты между цветением кустарников и цветов, а также они помогут расставить акценты на участке.

Декоративные кустарники выполняют важную функцию в саду: они заполняют средний ярус дачного пейзажа. Ведь гармоничный сад невозможно построить, используя только травянистые растения (нижний ярус) и деревья (верхний ярус). Кустарники долговечны и, в основном, требуют минимального ухода. Да и в саду их может быть много, почти столько же, сколько и цветов.

1. Пузыреплодник рекомендуется для одиночных и групповых посадок, создания живых изгородей.
    
2. Особенно эффектно смотрятся рядом кусты пузыреплодника калинолистного с разнообразной окраской листьев. 
    
3. Пузыреплодник часто используют для городского озеленения, так как он терпим к загазованности воздуха.
    
4. Его можно выращивать в одиночных посадках как солитер или использовать в составе цветочного миксбордера.
    
5. Но больше всего мне нравится пузыреплодник в живой изгороди. С его помощью можно создать красивую зеленую комнату, отделить огород от зоны отдыха. Его даже можно использовать как альтернативу забору.

Распространенные формы и сорта

Один из моих любимых декоративных кустарников – это пузыреплодник калинолистный. За что я его люблю?

Пузыреплодник представляет собой кустарник высотой до 3 м со слегка раскидистыми поникающими ветвями, образующими густую полушаровидную крону. В культуре с 1864 года. Имеет несколько декоративных форм, различающихся окраской листьев. Ухаживать за пузыреплодником просто.

Его декоративность захватывает весь вегетационный период, от момента распускания почек до листопада. Все это время я любуюсь его листвой, цветами и плодами. Разные сорта красивы по-своему!  Теперь поговорим о сортах.

Диаболо

Кустарник высотой до 3 м с ровной интенсивно­пурпурной окраской листьев в течение всего сезона. В отдельные моменты вегетации и в разных частях кроны в окраске листьев могут присутствовать красные, свекольные, коричневые и фиолетовые оттенки; форма куста фонтанообразная. Многочисленные бледно­розовые цветки собраны в соцветия до 5 см в диаметре.

Это быстрорастущий, цветущий кустарник с раскидистой густой кроной высотой и диаметром около 3 м. Листья у растений, высаженных на солнечных участках, темно-пурпурные. При выращивании кустарника в тени его листья имеют зеленый цвет с легким красновато-коричневым оттенком. Пузыреплодник Диабло прекрасно подойдет для создания пестрых живых изгородей.

Фото: пузыреплодник Диаболо

Дартс Голд

Кустарник высотой до 1,5 м с золотистой листвой, сохраняющей свою яркость весной и летом, осеньюлистья приобретают окраску наподобие кожуры лайма;  форма плотного куста куполовидная. Цветки многочисленные белые или слегка розоватые. 

Высота этого раскидистого кустарника – до 1,5 м, диаметр кроны такой же. Листья лимонно-желтые, в течение сезона меняют окраску до оранжевой и золотистой. Особенно эффектно будет смотреться рядом с растениями с темными листьями.

Фото: пузыреплодник Дартс Голд

Лютеус (или Ауреус)

быстрорастущий кустарник высотой до 3 м, при распускании его желтые листья имеют оранжевый оттенок; летом они зеленеют, а осенью опять желтеют. Цветет белыми цветками, которые в августе – сентябре превращаются в плоды. 

Фото: пузыреплодник Лютеус

Ред Барон

Компактный кустарник высотой до 2 м с выразительной роскошной темно­красной окраской листьев, которые немного уже, чем у сорта Диаболо. Цветки белые с розовым оттенком, собранные в зонтичные соцветия диаметром до 5 см. Дает интересный колоритный акцент в приусадебных садах. Ценный сорт.

Листья пузыреплодника Ред Барон особенно эффектны: они фактурные, гофрированные, красно-коричневые, на верхушках с оранжевым оттенком. Цветы розовые, плоды красные. Куст компактный, высотой до 2 м, крона густая, полушаровидная.

 

Фото: пузыреплодник Ред Барон

Посадка

Как и все декоративно­лиственные формы садовых растений, пузыреплодники калинолистные с ярко окрашенными листьями нужно сажать на солнечное место, чтобы их листва со временем не позеленела. Хотя это растение может успешно расти и в тени. К почве у кустарника всего два условия: отсутствие извести и наличие дренажа. Важно также не переувлажнять почву, так как пузыреплодник не переносит застоя влаги. 

Лучше всего для посадки приобрести растения с закрытой корневой системой (в контейнерах). Такие кусты можно высаживать в любой период вегетационного сезона.

Надо выкопать яму глубиной и диаметром в 50 см, на дно добавить землю, торф, перегной в соотношении 2:1:1. Куст  поместить в приготовленную посадочную яму (главное при этом – не повредить корневой ком и не расправлять его). Яму засыпать плодородной почвой, а само растение заглубить до 5 см. Благодаря этому у пузыреплодника смогут образоваться дополнительные побеги из спящих почек. Обильно полить куст водой и раствором Корневина. Как только вода впитается, нужно замульчировать приствольный круг. 

Уход

Уход за пузыреплодником калинолистным обычный: полив, рыхление, своевременные подкормки и обрезка. Единственное, что нужно учесть, – это место посадки. Кустарник лучше сажать на солнечном месте, так как именно на солнце его листва будет ярче всего. В тени листва зеленеет.

Куст отличается неприхотливостью и практически не требует к себе внимания после посадки, хорошо выносит городские условия, загазованность воздуха, стрижку, отличается большими темпами роста. За садовый сезон кустарник прибавляет до 40 см в высоту и ширину. Срок жизни куста составляет 30–40 лет.

 

Обрезка

Для придания кусту нужной формы и стимуляции ветвления нужна тщательная обрезка. Ее растение переносит стойко и безболезненно и в дальнейшем быстро обрастает молодыми побегами. 

Санитарную обрезку проводят весной (до распускания почек на кусте) или осенью (после окончания вегетативного периода).Формовочная обрезка осуществляется после цветения: побеги обрезают на половину или на треть величины текущего прироста. На второй и последующие годы – на две трети. 

Живую изгородь стригут один­два раза за вегетационный период, если потребуется – чаще (до трех­четырех). Первая стрижка – в апреле – мае (до распускания почек), дальнейшие – по мере необходимости.

Обязательно посадите пузыреплодник – это растение украсит любой участок сада, поможет создать романтическое уединенное место или надежную живую изгородь. Справится с посадкой и уходом за пузыреплодником может даже новичок!

Василий Чайко, ученый ­агроном, ландшафтный дизайнер; Олеся Глебова, г. Курск

Посадка пузыреплодника калинолистного весной в открытый грунт: сроки, схема, правила

Пузыреплодник — листопадный кустарник, который удивительным образом сочетает в себе прекрасные декоративные качества и выраженную неприхотливость, нетребовательность к уходу. Сохраняет высокую декоративность в течение всего вегетационного сезона. В садоводстве и ландшафтном дизайне наиболее популярной разновидностью является пузыреплодник калинолистный. В саду он смотрится очень живописно: густая крона в форме шара, раскидистые поникающие побеги с яркими и интересными листьями, пышными соцветиями и оригинальными плодами. Цвет листочков же зависит от конкретного сорта (сорта этого вида бывают краснолистные и желтолистные), соцветия могут быть белого, розоватого оттенка. Красив и в индивидуальных посадках, и в групповых (особенно в виде живой изгороди).

Когда сажать пузыреплодник весной: оптимальные сроки

Выбор подходящих сроков очень важен для успешной приживаемости кустарника. В принципе саженец с закрытой корневой системой (об этом будет рассказано немного ниже) можно сажать и весной, и летом, и осенью. При правильно проведенной процедуре он хорошо приживается. Единственное, что не стоит делать: так это сажать его в летний период в самую жаркую погоду.

Но в целом весной лучше придерживаться оптимальных сроков, характерных для всех ягодных и декоративных кустарников (особенно это важно для саженца с открытой корневой системой).

Выбирать подходящее время, нужно исходя из погодных и температурных условий. Надежнее всего сажать пузыреплодник калинолистный до набухания почек, когда температура воздуха на вашем дачном участке будет стабильно держаться днем около 4-5 градусов тепла (и выше). Например, в разных локациях можно выделить следующие сроки:

• Юг — сажать можно в конце марта;
• Средняя полоса (Подмосковье) — посадить саженец оптимально в середине апреля;
• Сибирь, Урал, Северо-Запад (Ленинградская область) — высадка оптимальна в конце апреля.

Кстати, выбрать наиболее конкретное время для весенней процедуры можно с помощью Лунного календаря 2021 года:

• Благоприятные дни:
  • март: 5, 6, 10, 11, 20, 21, 24, 25, 29, 30 число;
  • апрель: 9, 10, 15-17;
  • май: 6,-8, 13-17.

• Неподходящие дни:
  • март: 12, 28;
  • апрель: 11, 26;
  • май: 11, 26.

Как выбрать саженец пузыреплодника

В продаже можно встретить саженцы пузыреплодника:

• Саженцы с открытой корневой системой (сокращенно ОКС). Корневая система у таких экземпляров оголена.
• Саженцы с закрытой корневой системой (ЗКС). Корневая система находится в земле в контейнере. Такие экземпляры еще называют саженцами контейнерного типа. Пример на фотографии ниже:

Для посадки лучше выбирать саженцы с закрытой корневой системой, они лучше приживаются в открытом грунте. В принципе в садовых центрах и магазинах встречаются именно такие варианты, редко можно столкнуться с экземпляром с ОКС.

А вот саженцы с открытой корневой системой (то есть с оголенными корнями) стоят дешевле, но хуже приживаются, и их чаще можно встретить на рынках (особенно стихийных).

Где посадить пузыреплодник: выбор места в открытом грунте

Место для высадки в идеале должно быть открытом, солнечным. Оно не должно притеняться постройками, деревьями, более крупными кустарниками. Чем лучше и полноценнее освещение, тем ярче окраска листьев (разумеется, характерная для конкретного сорта). При этом в небольшом притенение можно посадить сорта с зеленым окрасом листьев (но опять же насыщенность зелени не будет максимальной).

Важное значение в благополучном укоренении, росте и развитии имеет качество почвы на выбранном вами месте. Необходимо сажать кустарник на участок с рыхлым, питательным, хорошо дренированным грунтом. Важнейшее условие: почва не должна быть щелочной или известкованной (пузыреплодник этого не любит)! Оптимально подходит суглинистая почва, отвечающая заявленным характеристикам.

Подготовка посадочной ямы для пузыреплодника

Выкопать посадочную яму рекомендуется заранее, примерно за 2-4 недели. Или хотя бы дней за 5-7. Почему важно подготовить ее заранее? Дело в том, что яма будет заправляться плодородным грунтом (то есть заправкой), и ей нужно время для естественного оседания. Если же посадить саженец сразу после выкопки и заправки ямы, то грунт в яме при оседании утянет за собой саженец, в итоге он будет на большем заглублении, чем нужно.

Размеры ямы определяются в первую очередь размерами земляного кома с корневой системой (яма должна быть в 2 раза больше). Как правило, стандартные размеры ямы в глубину и ширину: 50-60 сантиметров. Расстояние между саженцами около 1-1,5 метров.

Если вы хотите вырастить живую изгородь из чубушника, то сохраняйте промежуток между кустиками — 35-40 см, между рядами — 45-50 см (оптимально высаживать в шахматном порядке).

Обратите внимание! Когда вы будете выкапывать яму, верхний плодородный слой земли (первые 20-30 см) следует отбрасывать в отдельную кучку, эта земля пригодится для заправки!

Теперь следует приготовить заправку для посадочной ямы. Заправка должна быть рыхлой и плодородной. Например, можно смешать следующие ингредиенты: верхний плодородный слой земли (3 части), компост или перегной (1 часть), песок (1 часть). После тщательного перемешивания компонентов заполните ими яму на 1/3. После этого рекомендуется добавить в заправку минеральное удобрение, для весенней посадки хорошо подходит Нитроаммофоска (т.к. содержит азот, калий и фосфор), дозировку смотрите в инструкции к препарату. Хорошенько размешайте их с почвенной заправкой.

После того как вы наполните яму на треть, положите на заправку слой верхнего слоя почвы толщиной в 5 сантиметров.

При этом не забудьте оставить питательную заправку для заполнения пустот в яме после высадки саженца!

Пошаговая инструкция весенней посадки пузыреплодника в открытый грунт 

Посадка этого кустарника в открытый грунт не требует многолетнего опыта и сложных навыков. Достаточно знать схему процедуры и выполнять ее в определенной последовательности. Итак, правильно посадить саженец пузыреплодника с закрытой корневой системой (ЗКР; контейнерного типа) поможет следующая пошаговая инструкция:

• Саженец с закрытой корневой системой нужно аккуратно достать из контейнера. Действовать важно аккуратно, чтобы не повредить надземную часть и не разрушить земляной ком. Хороший способ: положите контейнер набок, аккуратно постучите по контейнеру лопатой и аккуратно потяните за ствол. В момент посадки нельзя разрушать земляной ком!
• Поставьте земляной ком в посадочную яму.
• Важное значение имеет глубина посадки саженца! Корневая шейка должна быть на уровне поверхности земли!
• Засыпьте яму почвой, аккуратно уплотните рукой почву вокруг.
• После высадки обильно полейте зону приствольного круга. Влить нужно около 3-4 ведер под один куст, при этом рекомендуется вливать воду постепенно (влили одно ведро, подождали, когда вода полностью впитается, влили следующую порцию). Таким образом, вода устранит все возможные пустоты между корнями, улучшит контакт корней с почвой, пропитает все живительной влагой, необходимой для укоренения.

А вот посадить саженец с открытой корневой системой (ОКС) можно по следующей схеме:

• Насыпьте в центр ямы холмик из плодородной почвы;
• Поставьте на него саженец, расправьте корни, чтобы они равномерно лежали по кругу, не загибались;
• Засыпьте яму почвой, при этой рекомендуется слегка трясти саженец за ствол, чтобы земля лучше проникала в пустоты между корнями.

В остальном посадка завершается так же, как и для саженца с ЗКС.

Уход за пузыреплодником калинолистным после посадки весной

После посадки молодого саженца весной первостепенной задачей садовода является создание оптимальных условий для кустарника, которые помогут ему быстрее укорениться. Ухаживать на первых порах достаточно просто (впрочем, как и в последующем).

В качестве основного ухода за пузыреплодником в открытом грунте необходимо выполнять следующие действия:

• После полива обычной водой желательно полить молодой кустарник раствором стимулятора роста и корнеобразования, например, Корневин. Манипуляция улучшит и ускорит укоренение и приживаемость растения на новом месте в открытом грунте.
• Обязательно осмотрите место вокруг кустарника через несколько часов после высадки или же на следующий день. Если грунт в приствольном круге осел, то обязательно присыпьте туда почвы до прежнего уровня!
• После того как вы подсыпали почву вокруг молодого саженца (или убедились, что грунт не осел), замульчируйте приствольный круг. Мульча способствует сохранению влаги в земле, что очень важно на первых порах (влага необходима для успешного укоренения и приживаемости), защищает корешки от перегрева в жару, предотвращает образование земляной корки, разрастание сорняков. Например, можно положить торф, перегной, компост, перепревшие опилки (слоем 5-7 см). При этом мульча не должна прикасаться к стволу, оставьте между ними небольшой промежуток. Также перед закладкой мульчи следует порыхлить поверхность земли на глубину 4-5 см.

• В последующем необходимо своевременно поливать кустарник, чтобы избежать пересыхания почвы (в первое время после посадки почва всегда должна быть умеренно влажной!). В среднем нормально поливать один раз в неделю. Однако частота данной процедуры по уходу зависит в первую очередь о погоды. Например, в жару и засуху лучше поливать чаще, примерно два раза в неделю. Вода при поливе не должна попадать на надземную часть растения!
• Если ранее вы не стали мульчировать кустарник, то полезно периодически рыхлить почвенный слой в приствольном круге. Процедура очень полезна, так как она улучшает аэрацию почвы. Рыхлить следует через несколько часов после полива на глубину 4-5 см.
• Также если вы не мульчировали, то следует удалять сорняки по мере их появления. Удобно сочетать рыхление почвы и прополку сорняков.

Даже самый начинающий садовод сможет вырастить красивый и здоровый кустарник. Но благополучное выращивание начинается с правильной посадки. Выполнить ее несложно, просто нужно следовать определенной последовательности шагов.

Растительные внеклеточные везикулы | SpringerLink

Alenquer M, Amorim MJ (2015) Биогенез, регуляция и функция экзосом при вирусной инфекции. Вирусы 7: 5066–5083

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

An QL, Huckelhoven R, Kogel KH, Van Bel AJE (2006a) Множественные тельца участвуют в связанном с клеточной стенкой защитной реакции в листьях ячменя, пораженных патогенным грибком мучнистой росы.Cell Microbiol 8: 1009–1019

CAS PubMed Статья Google ученый

An QL, Ehlers K, Kogel KH, van Bel AJE, Huckelhoven R (2006b) Множественные компартменты размножаются в чувствительных и устойчивых листьях ячменя MLA12 в ответ на заражение биотрофным грибком мучнистой росы. Новый Фитол 172: 563–576

CAS PubMed Статья Google ученый

Baldrich P, Rutter BD, Karimi HZ, Podicheti R, Meyers BC, Innes RW (2019) Внеклеточные везикулы растений содержат различные виды малых РНК и обогащены «крошечными» РНК из 10-17 нуклеотидов.Растительная ячейка 31: 315–324

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Boevink PC (2017) Обмен ракетами и ракетами: роль внеклеточных пузырьков во взаимодействиях растений и патогенов. J Exp Bot 68: 5411–5414

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Bozkurt TO, Belhaj K, Dagdas YF, Chaparro-Garcia A, Wu CH, Cano LM, Kamoun S (2015) Перенаправление переноса поздних эндоцитов растений на интерфейс патогенов.Трафик 16: 204–226

CAS PubMed Статья Google ученый

Bruns C, McCaffery JM, Curwin AJ, Duran JM, Malhotra V (2011) Биогенез нового компартмента для опосредованной аутофагосомой нетрадиционной секреции белка. J Cell Biol 195: 979–992

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Cai Q, Qiao LL, Wang M, He BY, Lin FM, Palmquist J, Huang SND, Jin HL (2018) Растения отправляют небольшие РНК во внеклеточных пузырьках грибковому патогену, чтобы заглушить гены вирулентности.Science 360: 1126–1129

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Colombo M, Raposo G, Thery C (2014) Биогенез, секреция и межклеточные взаимодействия экзосом и других внеклеточных везикул. Annu Rev Cell Dev Bi 30: 255–289

CAS Статья Google ученый

Cox G, Sanders F (1974) Ультраструктура интерфейса хозяин-гриб в везикулярно-арбускулярной микоризе.Новый Phytol 73: 901 — &

Артикул Google ученый

Cui Y, Zhang X, Yu M, Zhu Y, Xing J, Lin J (2019a) Методы обнаружения белок-белковых взаимодействий в живых клетках: принципы, ограничения и недавний прогресс. Sci China Life Sci 62: 619–632

PubMed Статья Google ученый

Cui Y, Zhao Q, Gao C, Ding Y, Zeng Y, Ueda T, Nakano A, Jiang L (2014) Активация Rab7 GTPase комплексом MON1-CCZ1 важна для переноса ПВХ в вакуоль и рост растений арабидопсиса.Растительная клетка 26: 2080–2097

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Цуй И, Цао В, Хе И, Чжао Ц., Вакадзаки М., Чжуанг Х, Гао Дж, Цзэн И, Гао Ц, Дин И, Вонг Х.Й., Вонг В.С., Лам ХК, Ван П, Уэда Т., Рохас -Pierce M, Toyooka K, Kang BH, Jiang L (2019b) Модель биогенеза вакуолей в клетках корня арабидопсиса с помощью электронной томографии целых клеток. Nat Plants 5: 95–105

CAS PubMed Статья Google ученый

de la Canal L, Pinedo M (2018) Внеклеточные везикулы: недостающий компонент ремоделирования клеточной стенки растений.J Exp Bot 69: 4655–4658

PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

Deatherage BL, Cookson BT (2012) Высвобождение мембранных пузырьков у бактерий, эукариот и архей: консервативный, но недооцененный аспект микробной жизни. Infect Immun 80: 1948–1957

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Dexheimer J, Marx C, Gianinazzipearson V, Gianinazzi S (1985) Ультрацитологические исследования образований плазмалеммы, продуцируемых хозяином и грибком в пузырно-мышечных микоризах.Cytologia (Tokyo) 50: 461–471

Статья Google ученый

Ding Y, Robinson DG, Jiang L (2014a) Нетрадиционные пути секреции белка (UPS) у растений. Curr Opin Cell Biol 29: 107–115

CAS PubMed Статья Google ученый

Ding Y, Wang J, Wang JQ, Stierhof YD, Robinson DG, Jiang L (2012) Нетрадиционная секреция белка. Trends Plant Sci 17: 606–615

CAS PubMed Статья Google ученый

Ding Y, Wang J, Lai JHC, Chan VHL, Wang XF, Cai Y, Tan XY, Bao YQ, Xia J, Robinson DG, Jiang L (2014b) Exo70E2 важен для рекрутирования экзоцист-субъединиц и образования EXPO в как растения, так и животные.Mol Biol Cell 25: 412–426

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Ebine K, Inoue T, Ito J, Ito E, Uemura T, Goh T, Abe H, Sato K, Nakano A, Ueda T (2014) Вакуолярный транспорт растений происходит четко регулируемыми путями. Curr Biol 24: 1375–1382

CAS PubMed Статья Google ученый

Gao C, Zhuang X, Shen J, Jiang L (2017) Plant ESCRT-комплексы: выход за рамки эндосомной сортировки.Trends Plant Sci 22: 986–998

CAS PubMed Статья Google ученый

Gonorazky G, Laxalt AM, Dekker HL, Rep M, Munnik T, Testerink C, de la Canal L (2012) Фосфатидилинозитол-4-фосфат связан с внеклеточными липопротеидными фракциями и обнаруживается в апопластных жидкостях томатов. Биол растений 14: 41–49

CAS PubMed Google ученый

Гу Ю.Н., Завалиев Р., Донг XN (2017) Мембранный трафик в растительном иммунитете.Завод Мол 10: 1026–1034

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Gutjahr C, Parniske M (2013) Клеточная биология и биология развития симбиоза арбускулярной микоризы. Annu Rev Cell Dev Biol 29: 593–617

CAS Статья Google ученый

Гальперин В., Дженсен В.А. (1967) Ультраструктурные изменения во время роста и эмбриогенеза в культурах клеток моркови.J Ultrastruct Res 18: 428–443

CAS PubMed Статья Google ученый

Хансен Л.Л., Нильсен М.Э. (2018) Экзосомы растений: использование нетрадиционного выхода для предотвращения проникновения патогенов? J Exp Bot 69: 59–68

Статья CAS Google ученый

Harding C, Heuser J, Stahl P (1983) Опосредованный рецептором эндоцитоз трансферрина и рециклинг рецептора трансферрина в ретикулоцитах крысы.J Cell Biol 97: 329–339

CAS PubMed Статья Google ученый

Hatsugai N, Kuroyanagi M, Nishimura M, Hara-Nishimura I (2006) Стратегия клеточного самоубийства растений: клеточная смерть, опосредованная вакуолью. Апоптоз 11: 905–911

CAS PubMed Статья Google ученый

Hatsugai N, Kuroyanagi M, Yamada K, Meshi T., Tsuda S, Kondo M, Nishimura M, Hara-Nishimura I (2004) Вакуолярная протеаза растений, VPE, опосредует индуцированную вирусом гибель гиперчувствительных клеток.Science 305: 855–858

CAS PubMed Статья Google ученый

Hatsugai N, Iwasaki S, Tamura K, Kondo M, Fuji K, Ogasawara K, Nishimura M, Hara-Nishimura I (2009) Новый мембранно-опосредованный иммунитет растений против бактериальных патогенов. Genes Dev 23: 2496–2506

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Hessvik NP, Llorente A (2018) Текущие знания о биогенезе и высвобождении экзосом.Cell Mol Life Sci 75: 193–208

CAS PubMed Статья Google ученый

Иванов С., Остин Дж., Берг Р. Х., Харрисон М. Дж. (2019) Обширные мембранные системы на границе раздела хозяин-арбускулярный микоризный гриб. Заводы Nat 5: 194 — +

PubMed Статья Google ученый

Jin D, Meng X, Wang Y, Wang J, Zhao Y, Chen M (2018) Вычислительное исследование малых РНК в формировании корневых клубеньков и арбускулярной микоризы у бобовых растений.Sci China Life Sci 61: 706–717

CAS PubMed Статья Google ученый

Johnstone RM, Adam M, Hammond JR, Orr L, Turbide C (1987) Формирование пузырьков во время созревания ретикулоцитов. Ассоциация активности плазматической мембраны с высвобожденными везикулами (экзосомами). J Biol Chem 262: 9412–9420

CAS PubMed Google ученый

Ju S, Mu J, Dokland T, Zhuang X, Wang Q, Jiang H, Xiang X, Deng ZB, Wang B, Zhang L, Roth M, Welti R, Mobley J, Jun Y, Miller D, Zhang HG (2013) Наночастицы, подобные экзосомам винограда, индуцируют стволовые клетки кишечника и защищают мышей от колита, вызванного DSS.Mol Ther 21: 1345–1357

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Limpens E (2019) Внеклеточные мембраны в симбиозе. Nat Plants 5: 131–132

PubMed Статья Google ученый

Lin Y, Ding Y, Wang J, Shen J, Kung CH, Zhuang X, Cui Y, Yin Z, Xia Y, Lin H, Robinson DG, Jiang L (2015) Экзоцист-положительные органеллы и аутофагосомы различаются органеллы в растениях.Физиология растений 169: 1917–1932

CAS PubMed PubMed Central Google ученый

Ma C, Wang Y, Gu D, Nan J, Chen S, Li H (2017) Сверхэкспрессия S-аденозил-Lметионинсинтетазы 2 из сахарной свеклы M14 повысила устойчивость арабидопсиса к солевому и окислительному стрессу. Инт. Журнал мол. Науки 18: 847.

PubMed Central Статья CAS PubMed Google ученый

Manjithaya R, Subramani S (2010) Роль аутофагии в нетрадиционной секреции белка.Аутофагия 6: 650–651

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Маноча М.С., Шоу М. (1964) Наличие ломасом в клетках мезофилла пшеницы Хапли. Nature 203: 1402 — &

Статья Google ученый

Mathieu M, Martin-Jaular L, Lavieu G, Thery C (2019) Специфика секреции и поглощения экзосом и других внеклеточных везикул для межклеточной коммуникации.Nat Cell Biol 21: 9–17

CAS PubMed Статья Google ученый

Meyer D, Pajonk S, Micali C, O’Connell R, Schulze-Lefert P (2009) Внеклеточный транспорт и интеграция секреторных белков растений в компартменты клеточной стенки, индуцированные патогенами. Завод J 57: 986–999

CAS PubMed Статья Google ученый

Movahed N, Cabanillas DG, Wan J, Vali H, Laliberte JF, Zheng HQ (2019) Компоненты вируса мозаики репы выбрасываются во внеклеточное пространство пузырьками в инфицированных листьях.Физиология растений 180: 1375-1388

CAS PubMed Статья Google ученый

Prado N, Alche JD, Casado-Vela J, Mas S, Villalba M, Rodriguez R, Batanero E (2014) Нановезикулы секретируются во время прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок: возможная роль в оплодотворении. Mol Plant 7: 573–577

CAS PubMed Статья Google ученый

Regente M, Pinedo M, San Clemente H, Balliau T, Jamet E, de la Canal L (2017) Внеклеточные везикулы растений включаются грибковым патогеном и подавляют его рост.J Exp Bot 68: 5485–5495

CAS PubMed Статья Google ученый

Робинсон Д., Дин И, Цзян Л. (2016) Нетрадиционная секреция белка у растений: критическая оценка. Protoplasma 253: 31–43

CAS PubMed Статья Google ученый

Roth R, Hillmer S, Funaya C, Chiapello M, Schumacher K, Lo Presti L, Kahmann R, Paszkowski U (2019) Арбускулярная клеточная инвазия совпадает с внеклеточными пузырьками и мембранными канальцами.Заводы Nat 5: 204− +

PubMed Статья CAS Google ученый

Rutter BD, Innes RW (2017) Внеклеточные везикулы, выделенные из апопласта листа, несут белки реакции на стресс. Физиология растений 173: 728–741

CAS PubMed Статья Google ученый

Rutter BD, Innes RW (2018) Внеклеточные везикулы как ключевые медиаторы взаимодействия растений и микробов.Curr Opin Plant Biol 44: 16–22

CAS PubMed Статья Google ученый

Рыбак К., Робацек С. (2019) Функции внеклеточных везикул в иммунитете и вирулентности. Физиология растений 179: 1236–1247

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Schooling SR, Beveridge TJ (2006) Мембранные везикулы: упускаемый из виду компонент матриц биопленок.J Bacteriol 188: 5945–5957

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Singh MK, Kruger F, Beckmann H, Brumm S, Vermeer JEM, Munnik T, Mayer U, Stierhof YD, Grefen C, Schumacher K, Jurgens G (2014) Для доставки белка в вакуоль требуется SAND-зависимая от белка Rab GTPase преобразование для слияния MVB-вакуоль. Curr Biol 24: 1383–1389

CAS PubMed Статья Google ученый

Tse YC, Mo BX, Hillmer S, Zhao M, Lo SW, Robinson DG, Jiang LW (2004) Идентификация мультивезикулярных тел как предвакуолярных компартментов в клетках Nicotiana tabacum BY-2.Растительная клетка 16: 672–693

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

van Niel G, D’Angelo G, Raposo G (2018) Проливая свет на клеточную биологию внеклеточных везикул. Nat Rev Mol Cell Biol 19: 213–228

PubMed Статья CAS Google ученый

Wang J, Silva M, Haas LA, Morsci NS, Nguyen KCQ, Hall DH, Barr MM (2014) Ресничные сенсорные нейроны C-elegans высвобождают внеклеточные пузырьки, которые функционируют в общении животных.Curr Biol 24: 519–525

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Wang JA, Ding Y, Wang JQ, Hillmer S, Miao YS, Lo SW, Wang XF, Robinson DG, Jiang L (2010) EXPO, экзоцист-положительная органелла, отличная от мультивезикулярных эндосом и аутофагосом, опосредует цитозоль для Экзоцитоз клеточной стенки в клетках Arabidopsis и табака. Растительная ячейка 22: 4009–4030

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Wang XF, Chung KP, Lin WL, Jiang L (2018) Секреция белка в растениях: традиционные и нетрадиционные пути и новые методы.J Exp Bot 69: 21–37

Статья CAS Google ученый

Xu X, Xue Y, Tian B, Feng F, Gu L, Li W, Ji W, Xu T (2018) Сверхстабильная флуоресцентная криомикроскопия сверхвысокого разрешения для корреляционной световой и электронной криомикроскопии. Sci China Life Sci 61: 1312–1319

CAS PubMed Статья Google ученый

Янез-Мо М., Сильяндер PRM, Андреу З, Завец А.Б., Боррас Ф.Е., Бузас Э.И., Бузас К., Казаль Э, Каппелло Ф, Карвалью Дж., Колас Э, Кордейро-да Силва А., Фаис С., Фалькон- Перес Дж. М., Гобриал И. М., Гибель Б., Гимона М., Гранер М., Гюрсель И., Гюрсель М., Хегаард NHH, Хендрикс А., Керульф П., Кокубун К., Косанович М., Краль-Иглич В., Крамер-Альберс Е. М., Лайтинен С., Лассер C, Lener T, Ligeti E, Line A, Lipps G, Llorente A, Lotvall J, Mancek-Keber M, Marcilla A, Mittelbrunn M, Nazarenko I, Nolte-t ‘Hoen ENM, Nyman TA, O’Driscoll L, Olivan M, Oliveira C, Pallinger E, del Portillo HA, Reventos J, Rigau M, Rohde E, Sammar M, Sanchez-Madrid F, Santarem N, Schallmoser K, Ostenfeld MS, Stoorvogel W, Stukelj R, Van der Grein SG, Vasconcelos MH, Wauben MHM, De Wever O (2015) Биологические свойства внеклеточных везикул и их физиологические функции.J Extracell Vesicles 4: 27066

PubMed Статья Google ученый

Zhao ZH, Yu SR, Li M, Gui X, Li P (2018) Выделение экзосомоподобных наночастиц и анализ микроРНК, полученных из кокосовой воды, на основе высокопроизводительного секвенирования малых РНК. J Agric Food Chem 66: 2749–2757

CAS PubMed Статья Google ученый

Zhuang X, Chung KP, Luo M, Jiang L (2018) Биогенез аутофагосом и эндоплазматический ретикулум: взгляд растений.Trends Plant Sci 23: 677–692

CAS PubMed Статья Google ученый

Zhuang X, Chung KP, Cui Y, Lin W, Gao C, Kang BH, Jiang L (2017) ATG9 регулирует прогрессию аутофагосом из эндоплазматического ретикулума у ​​Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci U S A 114: E426 – E435

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

Внеклеточные везикулы растений включаются грибковым патогеном и подавляют его рост | Журнал экспериментальной ботаники

» data-legacy-id=»s1″> Введение

За последнее десятилетие внеклеточные везикулы (EV) привлекли внимание благодаря их множеству функций и эволюционной консервативности (Colombo et al., 2014). EV в широком смысле определяются как сферические частицы, окруженные фосфолипидным бислоем, которые высвобождаются из клеток в окружающую их среду. В основном изучаемые на млекопитающих, они признаны новыми компонентами механизма межклеточной коммуникации как у эукариот, так и у прокариот, поскольку они являются транспортными средствами для передачи информативных биомолекул, таких как белки, липиды и РНК (обзор в Yáñes-Mó и др. ., 2015; Ткач, Тери, 2016; Маас и др. , 2017).Было продемонстрировано, что клетки могут связываться как с соседними, так и с удаленными клетками посредством секреции EV. Поскольку они секретируются в окружающую среду, EV были обнаружены и очищены из кондиционированных питательных сред, а также из различных жидкостей организма, таких как плазма, моча, асцитная жидкость и слюна. EV включают различные везикулы, такие как эктосомы, экзосомы и микровезикулы, которые различаются по происхождению, функциям и размеру (обычно 30–1000 нм в диаметре) (Raposo and Stoorvogel, 2013; Lötvall et al., 2014). Их биогенез кажется разнообразным и еще не полностью изучен. Тем не менее, были описаны два основных пути: они могут происходить непосредственно из плазматической мембраны с помощью механизма почкования или от эндоцитарного пути (Raposo and Stoorvogel, 2013). Было показано, что как медиаторы межклеточной коммуникации EV выполняют соответствующие роли, связанные с гомеостазом и патогенезом клеток, которые были подробно описаны в системах животных (Yáñes-Mó et al ., 2015; Maas et al., 2017). Они могут стимулировать или регулировать различные физиологические и патологические процессы, такие как инфекции, иммунные ответы хозяина, развитие и различные заболевания, особенно нейродегенерацию и рак. Например, опухолевый EV может изменять клеточную физиологию неопухолевых клеток, что способствует распространению и росту раковых клеток (Peinado et al. , 2012). Грузы электромобилей защищены окружающей мембраной и, кажется, передают директивы после их поглощения клетками приема.Высвобождение груза РНК, в частности, является активной областью исследований на млекопитающих. EV-опосредованный перенос мРНК в клетки-мишени был продемонстрирован in vivo (Ridder et al. , 2014), и miRNAs, секретируемые в EV, могут доставляться в клетки-мишени и модулировать их мишени мРНК (Wang and Wang, 2016).

Несмотря на то, что большая часть современных знаний об ЭВ была получена в системах млекопитающих, везикулы, выделяемые бактериями и грибами, также были тщательно изучены (Brown et al., 2015). Итак, широко признано, что большинство клеток во всех сферах жизни, включая эукариот, грамотрицательные и грамположительные бактерии и археи, активно продуцируют мембранные везикулы наноразмеров и высвобождают их во внеклеточную среду. Несмотря на накопленные доказательства и продемонстрированное сохранение ЭМ в процессе эволюции, наши знания об ЭМ растений остаются крайне ограниченными. Как и в других системах, можно ожидать, что EV будет обнаружен во внеклеточных компартментах растительного происхождения, таких как среды для культивирования клеток или апопласт, компартмент, расположенный вне плазматической мембраны и образованный континуумом клеточных стенок и внеклеточным пространством.О первой попытке выделить экзосомоподобные пузырьки у растений было сообщено в 2009 г. (Regente et al. , 2009). Апопластные жидкости, полученные из набухших семян подсолнечника, подвергали классической процедуре, используемой для выделения человеческого EV, и получали после ультрацентрифугирования осадок, содержащий фосфолипидные везикулы диаметром от 50 до 200 нм (Regente et al. , 2009). Интересно, что эти везикулы, как было показано, обогащены лектином, позже названным Helja, который представляет собой единственный продемонстрированный случай неклассической секреции растительного белка в апопласт (Pinedo et al., 2012, Ding et al. , 2014). Поразительно, что один из предложенных путей неклассической секреции, описанных у эукариот, включает EV (Robinson et al. , 2016). Таким образом, EV растений, по-видимому, опосредуют транспорт белков во внеклеточный компартмент и могут частично объяснять большое количество белков, лишенных сигнального пептида, которые обнаруживаются во внеклеточных жидкостях (Regente et al., , 2012; Pompa et al. , 2017). Следует подчеркнуть, что около 50% белков, обнаруживаемых внеклеточно в различных системах растений, лишены сигнального пептида (Agrawal et al., 2010, Albenne et al. , 2013). Дополнительные доказательства присутствия ЭВ растений были получены в образцах, полученных из пыльцы оливковых деревьев. Гранулы экссудатов стигматов и среды для прорастания пыльцы 100000 г содержали нанопузырьки, которые были частично охарактеризованы с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и инфракрасного анализа с преобразованием Фурье (Prado et al. , 2014).

Несмотря на то, что заводские электромобили в течение долгого времени игнорировались, недавняя статья Руттера и Иннеса (2017) представила новые доказательства их существования.EV, выделенный из апопластных жидкостей из листьев Arabidopsis thaliana , по-видимому, был обогащен белками, участвующими в стрессовых ответах, и авторы сообщили, что секреция этих EV усиливалась во время инфицирования вирулентным бактериальным патогеном, даже если протеом EV показал незначительные изменения. в ответ на бактериальную инфекцию (Rutter and Innes, 2017). Затем было предложено их участие в защите растений. Несмотря на накопленные данные, существование ЭВ у растений практически не осознается, а это означает, что мы теряем возможность понять новые клеточные процессы и предполагаемые механизмы межклеточной коммуникации.Цель этой работы — представить убедительные доказательства посредством характеристики EV, выделенного из проростков подсолнечника, немодельного растения, и разработать функциональные тесты для оценки их способности взаимодействовать с клетками и контролировать рост фитопатогенных грибов.

» data-legacy-id=»s3″> Растительный и грибной материал

Семена подсолнечника ( Helianthus annuus L., линия 10347 Advanta Semillas SAIC, Аргентина) пропитывали в течение ночи, а затем высевали в отдельные горшки, содержащие почву: перлит (3: 1), и выращивали при 22 ° C в течение 16/8 часов в сутки. / ночной фотопериод (150 мкмоль · м ⁻² с ⁻¹ дневная освещенность) в течение 17 дней.На этом этапе у растений появлялись первые листья длиной 1–3 см. Растения поливали два раза в неделю.

Sclerotinia sclerotiorum аскоспоры из местного изолята были любезно предоставлены Advanta Semillas SAIC (Balcarce, Аргентина) и были собраны в стерильной воде из чашек Петри, содержащих отпечатки апотециев. Суспензии аскоспор определяли количественно в камере Нойбауэра под оптической микроскопией. Собранные споры сразу же использовали для функциональных тестов.

» data-legacy-id=»s5″> Утечка электролита

Для оценки целостности плазматической мембраны после экстракции EF утечку электролита оценивали путем измерения электропроводности (Campos et al. , 2003). Свежесрезанные проростки и проростки, полученные после экстракции EF (10 г), тщательно промывали деминерализованной водой и затем инкубировали в 30 мл бидистиллированной воды при комнатной температуре.Утечку электролита в растворе измеряли через 2 ч с помощью кондуктометра HI8733 (Hanna Instruments, Sigma, США). Измерения регистрировали в мСм / см. Общая проводимость была получена на аналогичном образце, инкубированном при 80 ° C в течение 2 часов. Результаты выражались в процентах от общей проводимости (Distéfano et al. , 2015). Измерения электропроводности в изолированном EF нельзя было сравнивать из-за высокой концентрации соли EB.

» data-legacy-id=»s7″> Протеомический анализ

EV, содержащий примерно 100 мкг белков, суспендировали в воде и подвергали экстракции метанолом / хлороформом / водой (4/3/1, об. / Об. / Об.), А затем центрифугировали в течение 5 мин при 12000 g. Белки были выделены на границе раздела вода / органический растворитель. Перед центрифугированием в течение 10 мин при 12000 g добавляли 400 мкл метанола. Осадок в 50 мкл метанола отправляли в установку для протеомики для анализа ЖХ-МС / МС и идентификации белков (PAPPSO, Gif-sur-Yvette, Франция). Белки, присутствующие в S100, также были изолированы. Были проанализированы три (образцы EV) или две (S100) биологические копии.

Вкратце, каждый образец (40–100 мкг белков) суспендировали в буфере ZUT (6 М мочевина, 2 М тиомочевина, 10 мМ DTT, 30 мМ Трис-HCl, pH 8.8 и 0,1% ZALS1) с конечной концентрацией 4 мкг мкл ^-1 . Образцы 40 мкг белков разбавляли в загрузочном буфере (50 мМ Трис-HCl, pH 8,8, 1% SDS, 10% глицерин, 25 мМ DTT) и подвергали короткому одномерному электрофорезу (1 см). Каждую дорожку разрезали на три части и переваривали с использованием стандартного протокола на основе трипсина (Nguyen-Kim et al. , 2016). Пептиды анализировали с использованием системы ВЭЖХ NanoLC Ultra 2D (Eksigent, Life Sciences Holdings France SAS, Les Ulis, Франция), соединенной с масс-спектрометром Q-Exactive (Thermo Fisher Scientific, Villebon-sur-Yvette, Франция).Образцы загружали в колонку-ловушку C18 (частицы 5 мкм, диаметром 100 мкм и длиной 2 см; NanoSeparations, Nieuwkoop, Нидерланды) и обессоливали в 0,1% муравьиной кислоте. Пептиды разделяли на аналитической колонке C18 (частицы 3 мкм, внутренний диаметр 100 мкм и длина 300 мм) в течение 37 мин. Элюированные пептиды ионизировали с использованием интерфейса наноэлектроспрея (капиллярный зонд без покрытия, внутренний диаметр наконечника 10 мкм; длина 12 см, New Objective Inc., Woburn, MA, USA) перед масс-спектрометрическим анализом.Градиент, используемый для элюирования, был таким, как описано ранее Nguyen-Kim et al. (2016). Пептидные ионы анализировали с помощью Xcalibur 2.3 со следующими параметрами для этапов сбора данных: (i) полное сканирование МС [отношение массы к заряду (m / z) 400: 1400, режим профиля, разрешение 70000, цель AGC установлена ​​на 3 × 10. ⁶ ]; (ii) МС / МС (состояние заряда предшественника: от 2 до 4, режим профиля, разрешение 17500, цель AGC, установленная на 5 × 10 ⁴ , и максимальное время инжекции ионов 120 мс) для 8 основных ионов, обнаруженных в полной МС сканировать.Динамическое исключение было установлено на 40 с. Файлы необработанных данных были преобразованы в формат с открытым исходным кодом mzXML с использованием программного обеспечения ProteoWizard версии 3.0 с преобразованием центроидов. Идентификацию белков проводили с использованием программного обеспечения X! Tandem (Craig and Beavis, 2004) и X! Tandem Pipeline (Langella et al. , 2017) по базе данных Sunflower (https://www.heliagene.org/HanXRQ- SUNRISE /, 52243 записи) (Badouin et al. , 2017) и собственная база данных о загрязнителях (55 записей, включая кератины, трипсин и бычий сывороточный альбумин).Были использованы следующие параметры: триптическое расщепление, заявленное с одним возможным ошибочным расщеплением, окисление метионина и карбамидометилирование цистеина, установленное на переменную и фиксированную модификацию, соответственно. Поиск других обычно редких модификаций проводился в режиме уточнения (см. Дополнительные таблицы S1 – S5 на сайте JXB в Интернете). Допуск по массе предшественника был установлен на уровне 10 частей на миллион, а допуск по массе фрагмента — на 0,02 Да. Идентифицированные пептиды фильтровали с использованием значения е ≤0,01 для пептидов и log ₁₀ (значение е) <–5 для белков.Уровень ложного обнаружения составлял от 0,20 до 0,50% для пептидов и 0% для белков. Белки были проверены, если по крайней мере два разных пептида в одном образце были обнаружены по крайней мере в двух биологических повторах.

» data-legacy-id=»s9″> Поглощение ЭВ S. sclerotiorum

Аликвоту 5 мкл аскоспор S. sclerotiorum (~ 10000 клеток) инкубировали с 2 мкл FM4-64-меченного EV (полученного из 1 г свежей ткани) непосредственно на предметных стеклах и наблюдали под конфокальной микроскопией через 3 дня. –5 мин или 30 мин инкубации при комнатной температуре.Микроскопический анализ выполняли с использованием конфокального лазерного сканирующего микроскопа Nikon C1 (Nikon Instruments Inc., Мелвилл, Нью-Йорк, США). Контрольные обработки проводили путем инкубации аскоспор с PBS вместо EV, меченного FM4–64. Кроме того, аскоспор S. sclerotiorum инкубировали в присутствии FM4-64 (конечная концентрация 5 мкг / мл ^-1 ). Все изображения были получены с помощью масляно-иммерсионного объектива Super Fluor 40,0x / 1,30 / 0,22. FM4–64 возбуждали при 488 нм и детектировали при 650–750 нм.Постобработка изображений производилась с помощью программы EZ-C1 FreeViewer версии 3.2.

» data-legacy-id=»s11″> Результаты

» data-legacy-id=»s13″> Груз белка EV

В качестве первого знакомства с особенностями ЭВ был проведен протеомный анализ с использованием преимуществ недавнего завершения генома подсолнечника (Badouin et al., 2017). Были выполнены три биологические повторы. Белки были идентифицированы с помощью ЖХ-МС / МС и биоинформатики с использованием геномных последовательностей подсолнечника (дополнительные таблицы S1 – S3). Всего было однозначно идентифицировано 237 белков, по крайней мере, в двух биологических повторностях (суммированных в дополнительной таблице S7). Кроме того, был идентифицирован 41 белок, принадлежащий к разным группам. В каждой из этих групп белки имели общие пептиды, потому что они принадлежали к одним и тем же мультигенным семействам, и поэтому их идентификация считалась неоднозначной.Другие белки были обнаружены только в одной из биологических повторностей и не были сохранены для этого анализа.

Тот же экспериментальный подход был использован для идентификации белков, присутствующих во фракции апопласта, выделенной после последней стадии ультрацентрифугирования (т.е. S100). В этих образцах было однозначно идентифицировано 226 белков, а также девять белков, принадлежащих к мультигенным семействам (дополнительные таблицы S4 и S5 и сводные результаты в дополнительной таблице S8). Сравнительный анализ белков, однозначно идентифицированных в EV и S100, выявил различный состав для каждой фракции.Всего было идентифицировано 349 различных белков, из которых 114 были общими для обеих фракций, 123 были специфичны для EV и 112 были специфичны для S100 (рис. 2A). Кроме того, было обнаружено 47 групп неоднозначно идентифицированных белков, из которых 38 были обнаружены только в EV, 6 — только в S100 и 3 — в обоих образцах (рис. 2B). Белки, связанные с клеточной стенкой, были обнаружены как во фракциях EV, так и во фракциях S100. Было предсказано, что все эти белки секретируются посредством канонического пути секреции через эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи.

Рис. 2.

Протеомический анализ внеклеточных жидкостей проростков подсолнечника после фракционирования на внеклеточные везикулы (EV) и S100 с помощью ультрацентрифугирования 100000 g . (A) Общее распределение однозначно идентифицированных белков. (B) Общее распределение групп неоднозначно идентифицированных белков. (C) Распределение семейств белков, обычно обнаруживаемых в ЭВ животных, и белков, участвующих в фотосинтезе. Звездочки указывают на группы неоднозначно идентифицированных белков.(D) Распределение семейств белков клеточной стенки.

Рис. 2.

Протеомический анализ внеклеточных жидкостей проростков подсолнечника после фракционирования на внеклеточные везикулы (EV) и S100 с помощью ультрацентрифугирования 100000 g . (A) Общее распределение однозначно идентифицированных белков. (B) Общее распределение групп неоднозначно идентифицированных белков. (C) Распределение семейств белков, обычно обнаруживаемых в ЭВ животных, и белков, участвующих в фотосинтезе.Звездочки указывают на группы неоднозначно идентифицированных белков. (D) Распределение семейств белков клеточной стенки.

Кластеризация белков, идентифицированных в EV в соответствии с терминами генной онтологии (GO), была неудовлетворительной, поскольку более 30% из них не имели предсказанного GO-термина для биологических процессов (данные не показаны). Тем не менее, среди белков, идентифицированных в EV (дополнительная таблица S7), многие также были обнаружены в EV, выделенных из источников млекопитающих (см. Базу данных внеклеточных везикул, EVpedia: http: // www.evpedia.info). Так было в случае тех, кто участвует в цикле гликолиза / лимонной кислоты (глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа, L-лактат / малатдегидрогеназа, изоцитратдегидрогеназа, фосфоглицераткиназа, фосфоглицератмутаза), протеолиз (протеасомные субъединицы, синтез белка (элонгация), факторы, рибосомные белки), цитоскелет (тубулин) и реакции теплового шока (Hsp60, Hsp70, Hsp90). Примечательно, что белки, участвующие в переносе везикул, такие как аннексин, клатрин и малые GTPases, были обнаружены в EV (рис.2С). Интересно, что сравнительный анализ показал, что 24 семейства белков, обнаруженных в EV подсолнечника, также были идентифицированы в EV, выделенных из листьев Arabidopsis. Эти результаты, представленные в дополнительной таблице S9, подчеркивают согласованность полученных результатов. Были идентифицированы и другие белки, характерные для растений; в основном они включали некоторые белки хлоропластов (большие и малые субъединицы рибулозобифосфаткарбоксилазы, белки фотосистемы II, белки, связывающие хлорофилл A-B, угольные ангидразы) (рис.2C) и белков клеточной стенки (рис. 2D). Некоторые семейства белков были обогащены EV, такие как протеазы (протеазы Asp, протеазы Cys, Ser-карбоксипептидазы), белки-переносчики липидов (LTP), эндотрансгликозилазы ксилоглюкана (Gh26) и экспансины. Связывающий маннозу лектин Helja, ранее обнаруженный в EV, выделенном из семян подсолнечника (Regente et al. , 2009), также был идентифицирован в EV (дополнительная таблица S7, HanXRGChr02g0047121). Другие были в основном идентифицированы в S100, такие как бербериновые мостиковые оксидоредуктазы, глюканэндо-1,3-β-глюкозидаза (Gh27) и пектинметилэстеразы (PME) (дополнительная таблица S8).Наконец, некоторые семейства белков были обнаружены в обеих фракциях, например Ser протеазы, пероксидазы класса III, тауматины, Gnk2-противогрибковые белки, липазоацилгидролазы семейства GDSL, хитиназы / лизоцимы (Gh29), α-маннозидазы (Gh48) и белки, гомологичные A. thaliana PMR5 (устойчивый к мучнистой росе ), как предполагается, участвует в ацилировании углеводов.

Некоторые белки, идентифицированные в EV, считаются белками, связанными с патогенезом (PR) (van Loon et al., 2006): хитиназы II (PR-4), тауматины (PR-5), ингибиторы протеиназ (PR-6), пероксидазы (PR-9) и белки-переносчики липидов (PR-14). Другие обнаруженные белки, возможно, были связаны с защитой растений, такие как устойчивый белок к болезням, PMR5 и противогрибковый белок Gnk2, а также ацилгидролазы липазы GDSL, лектины и подобные зародышам белки (Vogel et al. , 2004; Ralph и др. , 2006; Маносальва и др. , 2009; Grienenberger и др. , 2010; Ван и др., 2013; Miyakawa et al. , 2014).

» data-legacy-id=»s15″> Растительный EV подавляет рост грибов и вызывает гибель клеток

Функциональные тесты были разработаны для оценки эффекта поглощения EV S.sclerotiorum . Был проведен классический качественный тест на прорастание спор, чтобы оценить, оказывает ли EV какое-либо морфологическое действие на клетки грибов. Споры инкубировали в присутствии EV в течение 16 часов, а затем подвергали микроскопическому наблюдению. На фиг. 4А показано, что при контрольной обработке (инкубация с водой) споры прорастали, давая обильные гифы с прямым удлинением. Напротив, споры, инкубированные в присутствии ЭВ, показали серьезные морфологические изменения; мы наблюдали уменьшение роста гиф вместе с аномальными формами, в основном волнистыми / курчавыми гифами (рис.4B – D). Измерения длины гиф показали уменьшение на 78 ± 8% в образцах, обработанных EV. Кроме того, было обнаружено скопление неизвестных материалов вокруг гиф (рис. 4B, C), а также непрорастающих спор (рис. 4D), хотя их нельзя было точно определить количественно из-за ограничений теста. Дополнительные анализы показали, что противогрибковый эффект EV является специфическим, поскольку споры, инкубированные с различными концентрациями искусственных везикул, сделанных из фосфатидилхолина, до 0,8 мг / мл ^-1 , показали нормальное прорастание и рост гиф, неотличимые от контрольной обработки (данные не показано).

Рис. 4.

Внеклеточные везикулы (EV) подавляют рост мицелия S. sclerotiorum . Споры S. sclerotiorum инкубировали в течение 16 ч с водой (A) или EV (1,5 мкг белков) (B – D) и получали изображения конфокальной лазерной сканирующей микроскопии в светлом поле. Штанги = 20 мкм.

Рис. 4.

Внеклеточные везикулы (EV) подавляют рост мицелия S. sclerotiorum . Споры S. sclerotiorum инкубировали в течение 16 ч с водой (A) или EV (1.5 мкг белков) (B – D) и были получены изображения конфокальной лазерной сканирующей микроскопии в светлом поле. Штанги = 20 мкм.

Результаты, представленные в этом разделе, были получены с использованием свежеприготовленных образцов EV. Противогрибковая активность оказалась довольно нестабильной, так как она снижалась или терялась при хранении EV при –20 ° C или 4 ° C, эффект, ранее описанный для EV Lőrincz et al. (2014).

Поскольку казалось, что только часть спор прорастает в присутствии EV, был использован другой подход для анализа их жизнеспособности в этих условиях.Окрашивание гриба витальным красителем Evans blue показало, что после инкубации в течение 16 часов с EV большинство гиф грибов оказались окрашенными, что указывает на то, что они стали нежизнеспособными (фиг. 5B). Затем мы выяснили, была ли потеря жизнеспособности ранним ответом на лечение. Фактически, образцы грибов, обработанные только в течение 3 часов, начали обнаруживать некоторые нежизнеспособные клетки и демонстрировали накопление клеточного материала вокруг оставшихся грибковых структур (рис. 5D), вероятно, как следствие лизиса клеток.Другой подход был использован для оценки предполагаемой ранней проницаемости грибковой мембраны в присутствии EV. Известно, что клетки с нарушенной целостностью мембраны поглощают красный флуоресцентный краситель иодид пропидия. Споры S. sclerotiorum инкубировали в присутствии EV в течение 3 часов и окрашивали красителем перед наблюдением под флуоресцентной микроскопией. На рис. 5G показано, что некоторые из обработанных EV грибковых клеток оказались помеченными красным цветом, в то время как контрольные образцы остались неокрашенными (рис.5E), что указывает на возникновение изменений проницаемости клеточной мембраны и последующее проникновение флуоресцентного зонда. Подсчет меченых спор в трех повторностях показал, что 60% обработанных EV клеток захватили зонд в течение 3 часов. В заключение, потребление йодида пропидия показало, что EV вызывает проницаемость мембран грибов и потерю жизнеспособности. Взятые вместе, наши результаты демонстрируют, что ЭВ подсолнечника может оказывать противогрибковое действие.

Рис.5.

Внеклеточные везикулы вызывают гибель клеток S. sclerotiorum . Споры S. sclerotiorum , инкубированные в течение 16 часов (A, B) или 3 часов (C – H) с водой (A, C, E, F) или EV (1,5 мкг белков) (B, D, G, H) окрашивали синим Эванса (A – D) или иодидом пропидия (E – H). (F) и (H) — изображения в светлом поле (E) и (G) соответственно. Изображения были получены с использованием флуоресцентного микроскопа при 40-кратном увеличении. (Этот рисунок доступен в цвете по ссылке JXB онлайн.)

Рис. 5.

Внеклеточные везикулы вызывают гибель клеток S. sclerotiorum . Споры S. sclerotiorum , инкубированные в течение 16 часов (A, B) или 3 часов (C – H) с водой (A, C, E, F) или EV (1,5 мкг белков) (B, D, G, H) окрашивали синим Эванса (A – D) или иодидом пропидия (E – H). (F) и (H) — изображения в светлом поле (E) и (G) соответственно. Изображения были получены с использованием флуоресцентного микроскопа при 40-кратном увеличении. (Этот рисунок доступен в цвете по ссылке JXB онлайн.)

» data-legacy-id=»s17″> Растения секретируют EV

Существование EV у растений до сих пор игнорировалось, вероятно, из-за давнего предубеждения, что мембранные структуры и предполагаемые цитозольные белки, обнаруживаемые внеклеточно, являются следствием разрушения клеток во время экстракции апопластной жидкости. Даже если часть белков, обнаруженных во внеклеточных компартментах, может иметь это происхождение, нельзя игнорировать другие накопленные доказательства.Нетрадиционная секреция белка у растений начала документироваться, и везикулы, подобные экзосомам, были признаны предполагаемыми носителями секреции белка во внеклеточный компартмент (Ding et al. , 2014; Robinson et al. , 2016; Pompa et al. др. , 2017). В частности, в подсолнечнике было показано, что лектин Helja является внеклеточным, даже если в нем отсутствует классический N-концевой сигнальный пептид (Pinedo et al. , 2012, 2015), и было обнаружено, что этот белок обогащен везикулами, подобными экзосомам. (Regente et al., 2009 г.). Другой принцип, вероятно, способствующий дисконтированию присутствия EV в растениях, связан с существованием стенки растительной клетки, которая может препятствовать прохождению EV. Однако эта концепция также была преодолена для других организмов с клеточными стенками, таких как грамположительные бактерии, грибы и микобактерии, в которых ЭВ признаны ключевыми компонентами микробной физиологии и патогенеза, хотя их механизмы высвобождения полностью не определены. понял (Brown et al. , 2015).

В дополнение к упомянутым выше отчетам, в которых описывается изоляция растения EV, другие экспериментальные подходы продемонстрировали существование растения EV. Например, Wang et al. (2010) сообщил об EXPO, внутриклеточной органелле, которая опосредует цитозоль для экзоцитоза клеточной стенки. Было показано, что EXPO сливается с плазматической мембраной, вытесняя везикулу в апопласт. ЭВ также наблюдались под электронной микроскопией при определенных взаимодействиях между растениями и патогенами (An et al., 2006; Micali et al. , 2011).

В этой работе мы представляем доказательства того, что щадящая процедура, используемая для экстракции EF из проростков подсолнечника, вызывает лишь минимальный лизис клеточных структур, но, тем не менее, EV обнаруживаются в апопластных жидкостях. Фактически, везикулы с типичным размером и формой человеческого EV наблюдались с помощью ПЭМ, и протеомный анализ подтвердил, что их конкретный белковый состав отличался от протеома растворимого компартмента апопласта.EV был выделен, по крайней мере, из семян подсолнечника (Regente et al. , 2009), прорастающих зерен пыльцы оливок (Prado et al. , 2014), листьев A. thaliana (Rutter and Innes, 2017) , а здесь мы характеризуем ЭВ из рассады подсолнечника. Мы ожидаем, что этот список будет расти в ближайшие годы, демонстрируя широкое филогенетическое распространение ЭВ и их доставку и / или распространение по всему растению и на разных стадиях роста и развития. Наши результаты вместе с большим объемом информации, уже представленной различными группами, наблюдавшими ЭВ в различных системах растений, подтверждают их присутствие в апопласте растений.

» data-legacy-id=»s19″> EV может контролировать рост грибков

Было показано, что

EV, полученный из человеческих клеток, оказывает противомикробный эффект (Timár et al. , 2013), а участие EV во взаимодействиях хозяин-патоген широко задокументировано в человеческих системах (обзор см. В Schorey et al. al., 2015). Относительно взаимодействий между растениями и грибами пока нет доказательств, даже если внеклеточный матрикс растений является ключевым компонентом защитных реакций (Delaunois et al. , 2014). Фактически, ранние стадии взаимодействий растение-патоген происходят в межклеточных пространствах растительных тканей, но апопластические защитные реакции были проанализированы для предполагаемых растворимых компонентов, поскольку EV еще не распознавались. Однако очевидно, что электромобили могут служить средством передачи информации и / или доставки компонентов, непосредственно участвующих в защите растений.

В недавней обзорной статье высказывались предположения о возможном участии ЭВ во взаимодействиях между растениями и грибами на основе накопленных данных о грибковых инфекциях человека и с учетом некоторых косвенных микроскопических данных о растительных системах (Samuel et al. , 2015). Данные показывают, что грибковая инфекция листьев ячменя усиливает образование парамуральных пузырьков (An et al. , 2006), которые представляют собой мембранные структуры, наблюдаемые между клеточной стенкой и плазматической мембраной у растений, пораженных грибами.Эти парамуральные пузырьки пролиферируют на периферии интактных клеток рядом с местом локализованного гиперчувствительного ответа при несовместимом взаимодействии ячменя и мучнистой росы (An et al. , 2006). Мультивезикулярные тельца (MVB), которые участвуют в биогенезе некоторых ЭВ в системах животных, также участвуют во взаимодействии между клеткой растения-хозяина и вторгающимся грибком (An et al., , 2006; Micali et al. , 2011). Наблюдение за тем, что MVB растений и парамуральные пузырьки накапливаются во время поражения грибами, побудило авторов постулировать высвобождение экзосомоподобных пузырьков в листьях ячменя, пораженных патогенным грибком мучнистой росы (An et al., 2007), хотя никаких экспериментальных доказательств пока не представлено.

Все эти наблюдения согласуются с концепцией, что EV может участвовать в защитных реакциях, действуя как переносчики активных белков через апопласт. В связи с этим мы представляем здесь функциональные анализы, впервые показывающие, что высвобождаемый из растений EV может быть включен в клетки грибов и может вызывать в них серьезные дефекты роста, что в конечном итоге приводит к гибели клеток. Остается определить, требует ли эта противогрибковая активность поглощения ЭВ.Тем не менее, EV вызывают ингибирование прорастания спор, задержку роста мицелия и потерю жизнеспособности.

Способ проникновения EV в клетки грибов выходит за рамки данной статьи, но некоторые данные предполагают предполагаемый механизм, который еще предстоит изучить. Никакой концентрации флуоресценции на плазматической мембране грибов не наблюдалось при инкубации с EV, меченным FM4–64, даже в самое короткое время, которое можно было проанализировать (рис. 3B). С другой стороны, прямое мечение спор красителем показало типичное мечение поверхности клетки.Хотя предварительные, эти наблюдения предполагают, что EV может не сливаться с плазмалеммой, а скорее может включаться через эндоцитарные пути.

EV представляют собой уникальный пакет информации, который может обеспечить одновременную доставку нескольких мессенджеров и компонентов даже на удаленные объекты. Здесь анализировалось только содержание белка в EV, но, согласно накопленным знаниям о других организмах, липиды и РНК также могут доставляться в клетки грибов, тем самым внося свой вклад в механизмы защиты растений от вторжения грибов.Вопрос о том, действительно ли электромобили участвуют в защите растений, еще не решен. Мы предприняли попытки функциональных тестов in planta , которые оказались безуспешными, поскольку нам не удалось добиться надежного поглощения суспензий EV через сосудистую систему растений. Тем не менее, наши результаты способствуют смене парадигмы в том, как общаются растения и грибы, и должны стимулировать анализ участия EV в других событиях межклеточной коммуникации у растений. Хотя мы сосредоточились на функции защиты растений от EV, их богатство белком может объяснить другие предполагаемые функции, которые все еще ждут своего открытия.

«> Благодарности

Это исследование было поддержано Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, Национальным университетом Мар-дель-Плата и CONICET, всеми государственными учреждениями Аргентины.MR и LDLC — карьерные исследователи Национального исследовательского совета (CONICET). EJ и HSC выражают благодарность CNRS и Университету Тулузы 3 за поддержку их исследований. Авторы благодарны доктору Николасу Лангладу за предоставление раннего доступа к геному подсолнечника, Мишелю Зиви, главе протеомного центра PAPPSO, доктору Андреа Кумино и доктору Селесте Николао за их помощь с ТЕА, Даниэле Вильямонте за отличную техническую помощь с конфокальной микроскопии, а также доктору Марии Евгении Баццало за любезно предоставленную информацию S.sclerotiorum аскоспоры.

Заметки автора

© Автор 2017.Опубликовано Oxford University Press от имени Общества экспериментальной биологии. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

Биологические свойства внеклеточных везикул растительного происхождения

Идентификация активных компонентов нашего рациона имеет решающее значение для понимания воздействия пищи на здоровье и развитие болезней, а также для разработки функциональных пищевых продуктов и нутрицевтиков. До сих пор исследования фармакологических свойств компонентов нашей диеты были сосредоточены на витаминах, стеринах, полифенолах, клетчатке, и т. Д. .Но совсем недавно было обнаружено, что растения содержат различные типы пузырьков, которые контактируют с кишечным трактом на протяжении всей нашей жизни. Они участвуют в процессах обновления кишечной ткани и модулируют микробиоту кишечника у здоровых субъектов и выполняют важные биологические функции против воспалительных заболеваний (, например, ; колит, стеатоз печени) или рака, связанного с их специфическим содержанием липидов и миРНК. Кроме того, недавние данные свидетельствуют о том, что нанопузырьки растительного происхождения могут быть отличными кандидатами для доставки терапевтических агентов ( e.грамм. ; противораковые препараты, миРНК) или малорастворимые природные соединения (, например, ; куркумин), поскольку они способны преодолевать барьеры млекопитающих, не вызывая воспалительной реакции или некроза, в отличие от обычных липосом. Таким образом, важно рассматривать эти везикулы растительного происхождения как новые компоненты нашей пищи, чтобы оценить их потенциал для пользы для здоровья и использования пищевых технологий.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

пузырьков: определение и функция — видео и стенограмма урока

Функция и типы пузырьков

Пузырьки играют в клетке множество ролей.Поскольку везикулы состоят из липидного бислоя, они могут иметь полностью автономную среду, отличную от внутренней части клетки. По сути, клетки используют четыре типа везикул. Это вакуоли, лизосомы, транспортные пузырьки и секреторные пузырьки.

Вакуоли — это пузырьки, содержащие в основном воду. Они способны регулировать давление и уровень воды в ячейке, чтобы контролировать условия внутренней среды. Известно, что в растительных клетках есть большие вакуоли.На этой диаграмме изображена большая вакуоль внутри растительной клетки:

Лизосомы — это клеточные везикулы, содержащие пищеварительные ферменты. Лизосомы используются клетками для разрушения частиц пищи и избавления от ненужных клеточных материалов.

Транспортные везикулы перемещают молекулы внутри клеток. Все клетки производят белки и требуют, чтобы они функционировали. Белки состоят из рибосом. Когда белки изготовлены, они упаковываются в транспортные везикулы и перемещаются в аппарат Гольджи, где их можно модифицировать и сортировать перед отправкой к конечному месту назначения в клетке.

Секреторные везикулы содержат материалы, которые должны секретироваться в клетку. Многие клетки производят химические вещества, а затем хранят их в секреторных пузырьках. В подходящее время эти везикулы выделяют химическое вещество в клетку.

Итоги урока

Давайте рассмотрим.

Везикулы — это небольшие клеточные контейнеры, которые выполняют множество функций. Их можно использовать для перемещения молекул, выделения веществ, переваривания материалов или регулирования давления в клетке.Поскольку везикулы состоят из липидного бислоя, они могут иметь полностью автономную среду, отличную от внутренней части клетки.

По сути, клетками используются везикулы четырех типов. Это вакуолей, пузырьков, содержащих в основном воду; лизосомы , клеточные везикулы, содержащие пищеварительные ферменты; транспортные везикулы , которые перемещают молекулы внутри клетки; и секреторных пузырьков , которые содержат материалы, которые должны секретироваться в клетку.

Типы пузырьков

Вакуоли	Лизосомы	Транспорт	Секреторный
Содержит в основном воду и регулирует давление воды в ячейке	Содержат пищеварительные ферменты, помогающие избавиться от клеточных отходов и расщеплять частицы пищи	Перемещение молекул внутри клетки	Содержат химические вещества для выделения в клетку при необходимости

Результаты обучения

Когда вы закончите, вы сможете:

• Вспомнить, что такое пузырьки, их структура и функции
• Перечислите четыре типа везикул, используемых клетками, и укажите их назначение

Пузырьки

Везикулы могут различаться по типу и функциям в зависимости от их структуры и окружающей среды.Пузырьки образуются естественным путем во время различных процессов, таких как секреция, поглощение или транспортировка материалов. Приведенные ниже вопросы помогут вам лучше понять, что такое везикулы и их функции. В разделе обсуждения представлены более подробные сведения, чтобы проверить ваш ответ на вопросы.

Вопросы

1. Как везикулы переносят вещества?

2. Везикулы какого типа участвуют в расщеплении токсичного соединения, такого как перекись водорода?

3.Везикулы какого типа содержат в основном воду? Почему?

4. Везикулы могут образовываться в ответ на такое событие, как аллергическая реакция или воздействие ядовитого плюща. Какова функция пузырьков в этих случаях?

Обсуждение

1. Везикулы обладают способностью сливаться с мембранным материалом, поскольку они состоят из фосфолипидов. Это позволяет им перемещать вещества по клетке и к мембране.

2. Пероксисомы — это везикулы, которые расщепляют токсичные соединения внутри клетки с помощью кислорода.Перекись водорода расщепляется на молекулы воды и кислорода. Интересно отметить, что перекись водорода вырабатывается пероксисомами, когда они расщепляют другие токсичные соединения.

3. Вакуоли содержат в основном воду. Это используется для регулирования осмотического давления и помощи в хранении питательных веществ.

4. В этих случаях функция больше похожа на реакцию на триггер, например на воздействие яда. Это ответ, который будет метаболизировать вещество, образующееся в результате реакции, а также может быть ответственным за транспортировку других соединений к пораженному участку.

Экзогенный мелатонин усиливает секрецию соли солевыми железами за счет усиления экспрессии генов переносчиков ионов и везикул в Limonium bicolor | BMC Plant Biology

1.

Zhu JK. Регуляция ионного гомеостаза при солевом стрессе. CurrOpin Plant Biol. 2003; 6: 441–5.

CAS Google ученый

2.

Сонг Дж., Ван Б.С. Использование эухалофитов для понимания солеустойчивости и развития засоленного земледелия: Suaeda salsa как многообещающая модель.Энн Бот. 2015; 115 (3): 541–53.

CAS Статья Google ученый

3.

Юань Ф, Лю MJA, Ленг BY, Чжу XG, Ван Б.С. Транскриптом обработанных NaCl листьев Limonium bicolor , выявляет гены, контролирующие секрецию соли солевой железой. Завод Мол Биол. 2016; 91: 241–56.

CAS Статья Google ученый

4.

Эвелин Х., Капур Р., Гири Б.Арбускулярные микоризные грибы в облегчении солевого стресса: обзор. Энн Бот. 2009; 104: 1263–80.

CAS Статья Google ученый

5.

Сонг Дж., Ши Г.В., Гао Б., Фань Х., Ван Б.С. Воздействие заболачивания и засоления на две популяции Suaeda salsa . Physiol Plant. 2011; 141: 343–51.

CAS Статья Google ученый

6.

Суй Н., Тиан С., Ван В., Ван М., Фан Х.Сверхэкспрессия глицерин-3-фосфатацилтрансферазы из Suaeda salsa улучшает солеустойчивость Arabidopsis. Фронтальный завод им. 2017; 8: 1337.

Артикул Google ученый

7.

Ли Дж, Лю Дж, Чжу Т., Чжао С., Ли Л., Чен М. Роль мелатонина в реакции на солевой стресс. Int J Mol Sci. 2019; 20 (7): 1735.

CAS Статья Google ученый

8.

Левитт Дж.Реакция растений на стрессы окружающей среды. Нью-Йорк: Academic Press; 1972 г.

Google ученый

9.

Юань Ф, Ленг Б.А., Ван Б.С. Прогресс в изучении секреции соли соляными железами ректо-галофитов: как растения выделяют соль? Фронтальный завод им. 2016; 7: 977–88.

PubMed PubMed Central Google ученый

10.

Юань Ф, Лян Х, Ли И, Инь С, Ван Б.Метилжасмонат улучшает устойчивость к высокому солевому стрессу у ректо-галофита Limonium bicolor . Funct Plant Biol. 2019; 46: 82–92.

CAS Статья Google ученый

11.

Arisz W, Camphuis I, Heikens H, van Tooren AJ. Секрет солевых желез Limonium latifolium Ktze. Acta Botanica Neerlandica. 1955; 4: 322–38.

Артикул Google ученый

12.

Ziegler H, Lüttge U. Die Salzdrüsen von Limonium vulgare. Planta. 1967; 74 (1): 1–17.

CAS Статья Google ученый

13.

Shimony C, Fahn A. Световые и электронно-микроскопические исследования структуры солевых желез Tamarix aphylla L. Bot J Linn Soc. 1968. 60 (383): 283–8.

Артикул Google ученый

14.

Фэн З., Сунь Ц., Дэн Й, Сунь С, Чжан Дж., Ван Б.Изучение пути и характеристик секреции ионов солевыми железами Limonium bicolor . Acta Physiol Plant. 2014; 36: 2729–41.

CAS Статья Google ученый

15.

Levering CA, Thomson WW. Ультраструктура солевой железы Spartina foliosa. Planta. 1971; 97: 183–96.

CAS Статья Google ученый

16.

Ши Х, Кинтеро Ф.Дж., Пардо Дж. М., Чжу Дж. К..Предполагаемая плазматическая мембрана Na ⁺ / H ⁺ -антипортер SOS1 контролирует дальний транспорт Na ⁺ в растениях. Растительная клетка. 2002; 14: 465–77.

CAS Статья Google ученый

17.

Дин Ф, Чен М., Суй Н, Ван Б.С. Ca ²⁺ значительно усиливал развитие и скорость секреции солей солевых желез Limonium bicolor при обработке NaCl. S Afr J Bot. 2010. 76: 95–101.

CAS Статья Google ученый

18.

Гао Ц., Ван И, Цзян Б. и др. Новый ген субъединицы с H ⁺ -АТФазы с вакуолярной мембраны (ThVHAc1) из Tamarix hispida придает устойчивость к нескольким абиотическим стрессам у Saccharomyces cerevisiae. Mol Biol Rep., 2011; 38 (2): 957–63.

CAS Статья Google ученый

19.

Tan WK, Lim TM, Loh CS. Простой и быстрый метод выделения солевых желез для трехмерной визуализации, флуоресцентной визуализации и цитологических исследований.Растительные методы. 2010; 6: 24–35.

Артикул CAS Google ученый

20.

Данг Чж, Чжэн Л.Л., Ван Дж., Гао З., Ву С.Б., Ци Зи и др. Транскриптомное профилирование реакции на солевой стресс у дикого ректогалофита Reaumuria trigyna . BMC Genomics. 2013; 14:29. https://doi.org/10.1186/1471-2164-14-29.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

21.

Barkla BJ, Zingarelli L, Blumwald E, Smith JAC. Антипортерная активность тонопласта Na ⁺ / H ⁺ и его активация вакуолярной H ⁺ -АТФазой в галофитном растении Mesembryanthemum crisinum L. Plant Physiol. 1995; 109: 549–56.

CAS Статья Google ученый

22.

Фэн З.Т., Дэн Ю.К., Чжан С.К., Лян Х, Юань Ф., Хао Дж.Л., Чжан Дж.С., Сунь С.Ф., Ван Б.С. Накопление K ⁺ в цитоплазме и ядре клеток солевой железы Limonium bicolor сопровождает повышенную скорость секреции соли при обработке NaCl с использованием NanoSIMS.Plant Sci. 2015; 238: 286–96.

CAS Статья Google ученый

23.

Ф. Юань, Лю MJ, Ленг Бай, Чжэн Г.Й., Фэн З.Т., Ли ПХ, Чжу XG, Ван Б.С. Сравнительный транскриптомный анализ стадий развития листа Limonium bicolor дает представление о дифференцировке солевых желез. Plant Cell Environ. 2015; 38: 1637–57.

CAS Статья Google ученый

24.

Thomson WW, Liu LL. Ультраструктурные особенности солевой железы Tamarix aphylla L. Planta. 1967; 73: 201–20.

CAS Статья Google ученый

25.

Флауэрс Т.Дж., Гленн Е.П., Волков В. Может ли везикулярный транспорт Na ⁺ и cl ^— быть признаком солеустойчивости у галофитов? Энн Бот. 2019; 123 (1): 1–18.

CAS Статья Google ученый

26.

Лю Ц., Фэн З., Юань Ф, Хан Г, Го Дж, Чен М., Ван Б. Белок SNARE LbSYP61 участвует в секреции соли в Limonium bicolor . Экологическая и экспериментальная ботаника Доступно онлайн 24 апреля 2020 г., 104076, https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2020.104076.

27.

Розема Дж., Рифаген И. Физиология и экологическое значение секреции соли солевой железой Glaux maritima L. Oecologia. 1977. 29 (4): 349–57.

Артикул Google ученый

28.

Хаттори А., Мигитака Х, Ииго М., Ито М., Ямамото К., Отани-Канеко Р., Хара М., Сузуки Т., Рейтер Р.Дж. Идентификация мелатонина в растениях и его влияние на уровни мелатонина в плазме и связывание с рецепторами мелатонина у позвоночных. Biochem Mol Boil Int. 1995; 35: 627–34.

CAS Google ученый

29.

Dubbels R, Reiter RJ, Klenke E, Goebel A, Schnakenberg E, Ehlers C., Schiwara HW, Schloot W. Мелатонин в съедобных растениях, идентифицированный радиоиммуноанализом и высокоэффективной жидкостной хроматографией-масс-спектрометрией.J Pineal Re. 1995; 18: 28–31.

CAS Статья Google ученый

30.

Li C, Wang P, Wei Z, Liang D, Liu C, Yin L, Jia D, Fu M, Ma F. Смягчающие эффекты экзогенного мелатонина на вызванный соленостью стресс у Malus hupehensis. J Pineal Res. 2012; 53: 298–306.

CAS Статья Google ученый

31.

Лю Н, Гонг Б, Цзинь Цзинь, Ван Х, Вэй М, Ян Ф, Ли И, Ши К.Для снятия натриево-щелочного стресса с помощью экзогенного мелатонина в помидорах оксид азота необходим в качестве последующего сигнала. J. Plant Physiol. 2015; 186-187: 68–77.

CAS Статья Google ученый

32.

Wen D, Gong B, Sun S, Liu S, Wang X, Yang F, Li Y, Shi Q. Повышение роли мелатонина в развитии побочных корней Solanum lycopersicum L путем регулирования ауксина и оксида азота Сигнальные рубежи в растениеводстве, 2016 г .; 7, 718.

33.

Zhang N, Zhang HJ, Zhao B, Sun QQ, Cao YY, Li R, Wu XX, Weeda S, Li L, Ren S, et al. Подход RNA-seq для различения профилей экспрессии генов в ответ на мелатонин при формировании боковых корней огурца. J Pineal Res. 2014; 56: 39–50.

CAS Статья Google ученый

34.

Ван Л.Я., Лю Дж.Л., Ван В.X., Сунь Ю. Экзогенный мелатонин улучшает рост и фотосинтетическую способность огурца в условиях стресса, вызванного засолением.Фотосинтетика. 2016; 54 (1): 19–27.

Артикул CAS Google ученый

35.

Ян Y, Цзин X, Тан Х, Ли X, Гонг Б., Ши К. Использование транскриптома для открытия нового пути устойчивости к натриево-щелочному стрессу, вызванному мелатонином, в Solanum lycopersicum L. Physiol. 2019; 60: 2051–64.

CAS Статья Google ученый

36.

Ван П, Инь Л, Лян Д., Ли Ц, Ма Ф, Юэ З.Задержка старения листьев яблони под действием экзогенного мелатонина: в сторону регулирования цикла аскорбат-глутатион. J Pineal Res. 2012; 53: 11–20.

Артикул CAS Google ученый

37.

Bajwa VS, Shukla MR, Sherif SM, Murch SJ, Saxena PK. Роль мелатонина в облегчении холодового стресса у Arabidopsis thaliana . J Pineal Res. 2014; 56: 238–45.

CAS Статья Google ученый

38.

Gilroy S, Białasek M, Suzuki N, Górecka M, Devireddy AR, Karpi’nski S, Mittler R. ROS, кальций и электрические сигналы: ключевые медиаторы быстрой системной передачи сигналов у растений. Plant Physiol. 2016; 171: 1606–15.

CAS Статья Google ученый

39.

Гонг Б., Ян И., Вэнь Д., Ши К. Пероксид водорода, продуцируемый НАДФН-оксидазой: новый нижестоящий сигнальный путь в толерантности к стрессу, вызванному мелатонином, у Solanum lycopersicum .Physiol Plant. 2017; 160: 396–409.

CAS Статья Google ученый

40.

Lerner AB, Case JD, Takahashi Y, Lee TH, Mori W. Выделение мелатонина, пинеального фактора, который осветляет меланоциты. J Am Chem Soc. 1958; 80: 2587.

CAS Статья Google ученый

41.

Li, J., Zhao, C., Zhang, M., Yuan, F., Chen, M. Экзогенный мелатонин улучшает прорастание семян Limonium bicolor в условиях солевого стресса.Сигнальное поведение растений, 2019; e1659705.

42.

Fan J, Xie Y, Zhang Z, Chen L. Мелатонин: многофункциональный фактор в растениях. Int J Mol Sci. 2018; 19: 1528.

Артикул CAS Google ученый

43.

Юань Ф, Чен М., Ян Дж, Сун Дж, Ван Б.С. Оптимальная дозировка гамма-облучения 60co для получения мутантов солевых желез экзо-ректогалофита Limonium bicolor (Bunge) O. Kuntze Pak J Bot 2015; 47: 71–76.

44.

Ленг Б., Юань Ф, Донг ХХ, Ван Дж, Ван Б.С. Схема распределения и скорость солевой экскреции солевых желез у двух видов ректо-галофитов: Limonium (Plumbaginaceae). S Afr J Bot. 2018; 115: 74–80. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2018.01.002.

CAS Статья Google ученый

45.

Маннс Р., Тестер М. Механизмы солености. Annu Rev Plant Biol. 2008; 59: 651–81.

CAS Статья Google ученый

46.

Sun ZB, Qi XY, Wang ZL, Li PH, Wu CX, Zhang H, Zhao YX. Избыточная экспрессия галактинолсинтазы TsGOLS2 в Arabidopsis thaliana повышает устойчивость к высокой солености и осмотическим стрессам. Plant Physiol Biochem. 2013; 69: 82–9.

CAS Статья Google ученый

47.

Шао Кью, Хан Н, Дин Т.Л., Чжоу Ф., Ван Б.С. СшКТ1; 1 является переносчиком калия галофита C ₃ Suaeda salsa , который участвует в солеустойчивости.Funct Plant Biol. 2014. 41 (8): 790–802.

CAS Статья Google ученый

48.

Хан Г.Л., Ван М.Дж., Юань Ф, Суй Н, Сун Дж., Ван Б.С. Ген белка цинкового пальца CCCH AtZFP1 улучшает солеустойчивость Arabidopsis thaliana. Завод Мол Биол. 2014; 86: 237–53.

CAS Статья Google ученый

49.

Хан Г.Л., Юань Ф., Гуо Дж.Р., Чжан И, Суй Н, Ван Б.С. AtSIZ1 улучшает солеустойчивость, поддерживая ионный гомеостаз и осмотический баланс Arabidopsis.Plant Sci. 2019; 285: 55–67.

CAS Статья Google ученый

50.

Гонг З., Сюн Л., Ши Х, Ян С., Эррера-Эстрелла Л., Сюй Г, Чао ДЙ, Ли Дж, Ван П, Цинь Ф, Ли Б, Дин И, Ши И, Ван И, Ян Й, Го Й, Чжу Дж. Реакция растений на абиотический стресс и эффективность использования питательных веществ. Sci China Life Sci. 2020; 63. https://doi.org/10.1007/s11427-020-1683-x.

51.

Jiang C, Cui Q, Feng K, Xu D, Li C, Zheng Q. Мелатонин улучшает антиоксидантную способность и ионный гомеостаз, а также повышает солеустойчивость проростков кукурузы.Acta Physiol Plant. 2016; 38: 82.

Артикул CAS Google ученый

52.

Zhao G, Zhao Y, Yu X, Kiprotich F, Han H, Guan R, Wang R, Shen W. Оксид азота необходим для повышенной устойчивости мелатонина к стрессу засоления рапса ( Brassica napus L .) рассада. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19, 1912.

53.

Sun S, Wen D, Yang W и др. Избыточная экспрессия кофеиновой кислоты O-метилтрансферазы 1 (COMT1) увеличивает уровень мелатонина и устойчивость к солевому стрессу у растений томата.J Регулятор роста растений, 2019; 1–15.

54.

Лин Дж., Ли Дж. П., Юань Ф., Ян З., Ван Б.С., Чен М. Транскриптомное профилирование генов, участвующих в фотосинтезе у Elaeagnus angustifolia L в условиях солевого стресса Photosynthetica, 2018; 56, 998–1009.

55.

Кувабара А., Нагата Т. Клеточная основа пластичности развития, наблюдаемая при формировании гетерофильных листьев Ludwigia arcuate ( Onagraceae ). Planta. 2006; 224: 761–70.

CAS Статья Google ученый

56.

Юань Ф, Чен М, Ян Дж, Лин Б., Ван Б.С. Система трансформации и регенерации ректогалофита Limonium bicolor. In vitro Cell Dev-Pl. 2014; 50: 610–7.

Артикул Google ученый

57.

Гао В., Чжан И, Фенг З, Бай К., Хе Дж, Ван Ю. Влияние мелатонина на антиоксидантную способность проростков голого овса в условиях засухи. Молекулы. 2018; 23: 1580.

Артикул CAS Google ученый

Сессия 4: Передвижение пузырьков

00:00:07.22 Здравствуйте.
00: 00: 08.22 Меня зовут Рэнди Шекман.
00: 00: 10.00 Я в Калифорнийском университете в Беркли, на факультете молекулярной и клеточной биологии.
00: 00: 16.26 Это вторая из трех лекций на тему того, как клетки экспортируют белки.
00: 00: 23.13 В своей первой лекции я описал историю предмета и то, как пионеры клеточной биологии
00: 00: 29.05 смогли понять структуру мембран и как мембраны внутри
00: 00: 35.13 эукариотические клетки связаны друг с другом и переносят белковые молекулы, которые инкапсулированы для экспорта
00:00:43.01 вне камеры.
00: 00: 45.00 В этой лекции я собираюсь описать работу, начатую в моей лаборатории в середине 1970-х
00: 00: 51.06, чтобы попытаться понять механизм этого процесса в простом эукариотическом организме,
00: 00: 59.00 дрожжи хлебопекарные.
00: 01: 00.00 Итак, давайте углубимся и посмотрим, что дрожжевые клетки делают для экспорта белковых молекул.
00: 01: 06.16 Во-первых, давайте взглянем на … своего рода уникальный угол, который изображает процесс слияния мембран
00: 01: 13.26 в самом конце процесса секреции и роста бутон окружающий
00:01:23.14 дрожжевая клетка.
00: 01: 24.14 Итак, это изображение, полученное через плоскость бислоя плазматической мембраны.
00: 01: 30.26 Ячейка замораживается, а затем … в основном, небольшой молоток взламывает ячейку.
00: 01: 38.01 Раскол получается прямо посередине бислоя.
00: 01: 43.15 И это очень необычное изображение показывает выпуклость.
00: 01: 47.11 Вы видите эту выпуклость снаружи дрожжевой клетки.
00: 01: 51.04 Это часть зародыша клетки, о которой я говорил в прошлый раз, где клетки растут
00:01:59.02 и экспортируют белковые молекулы.
00: 02: 01.16 Затем, в этой выпуклости или клеточном зачатке, вы видите небольшие ямочки, углубления,
00: 02: 09.22 маленькие кратеры в мембране, которые, вероятно, изображают возникающие события слияния мембран
00:02: 19.11, где секреторная гранула только что случайно слилась с плазматической мембраной.
00: 02: 25.19 И то, что вы можете видеть, — это то, что в углублении, в ямке, мы, вероятно, визуализируем молекулы
00: 02: 34.27, которые … были заключены в эти пузырьки, но которые сейчас отправляются.
00:02:39.08 вне камеры.
00: 02: 40.13 Итак, это очень особенное изображение, которое показывает, что эти события слияния мембран
00: 02: 46.09, вероятно, ограничены зачатком делящейся клетки.
00: 02: 50.00 Итак, я сказал вам в конце моей последней лекции, что этот процесс, как мы считаем, в дрожжевых клетках
00: 02: 58.04 будет отвечать не только за секрецию, но и за эти небольшие зарождающиеся события слияния.
00: 03: 04.11 шаг за шагом, в итеративном процессе, позволит мембране, окружающей бутон
00:03:11.02 расти, увеличиваться.
00: 03: 12.25 И поэтому, если бы этот процесс слияния был тесно связан с ростом клетки,
00: 03: 19.18 было бы важно, чтобы гены, ответственные за этот путь, присутствовали здесь для роста клетки.
00: 03: 28.06 Другими словами, если бы эти гены были повреждены мутацией, химической мутацией,
00: 03: 32.20 клетка погибла бы.
00: 03: 35.02 Что ж, в 1976 и 1977 годах мне повезло … хорошо, что у меня был блестящий первокурсник
00:03:42.К моей лаборатории присоединились 15 аспирантов по имени Питер Новик.
00: 03: 46.02 Вот Питер в лаборатории, занят пипетированием.
00: 03: 51.03 Обратите внимание, это типичное изображение 1970-х годов.
00: 03: 55.00 В то время у всех были длинные волосы.
00: 03: 56.19 И у меня тоже были длинные волосы.
00: 03: 58.02 Питер сделал очень успешную карьеру, продолжая изучать
00: 04: 05.07 этот процесс на дрожжах.
00: 04: 06.19 Теперь он, по воле судьбы, заведует кафедрой клеточной биологии Джорджа Палада
00:04:12.04 в Калифорнийском университете в Сан-Диего.
00: 04: 14.22 Итак, Питер и я разработали процедуру выделения чувствительных к температуре летальных мутаций дрожжей
00: 04: 23.26, уделяя особое внимание тем, которые вызывают накопление секретируемых белков
00: 04: 31.23 внутри клетки. .
00: 04: 33.03 Разумеется, мы делали это в контексте Калифорнийского университета в Беркли,
00: 04: 39.01, родины Движения за свободу слова и колыбели студенческих протестов.
00:04:43.24 Итак, конечно, в 1970-х годах мы предлагали убивать живые организмы.
00: 04: 50.22 И, естественно, это вызвало определенную критику, даже протест
00: 04: 55.23 против нашей работы.
00: 04: 56.23 Вот один из таких протестов: «Прекратить пытки в лабораториях», «У дрожжей тоже есть чувства».
00: 05: 03.23 Нам пришлось немало потрудиться, чтобы убедить комитет экспериментальных субъектов в Беркли, что
00: 05: 10.02 дрожжи не являются разумными существами, они одобрили нашу работу, и с тех пор мы убили триллионы дрожжевых клеток
00:05 : 15.06 без каких-либо доказательств пыток в лабораториях.
00: 05: 19.10 Итак, в 1978 году, после того как Питер получил первую такую ​​чувствительную к температуре летальную мутацию
00: 05: 29.03, которая заставила секреторные белки накапливаться внутри клетки, просто случайно Джордж Паладе,
00: 05: 35.08 которого я подробно описал в своей последней посещенной лекции, Калифорнийский университет в Беркли для двух почетных лекций.
00: 05: 41.24 И я имел удовольствие рассказать ему о наших усилиях.
00: 05: 44.27 Но, что более важно, Питер присоединился к группе других аспирантов, чтобы организовать обед
00:05:51.00 в тот вечер.
00: 05: 52.00 Это был май 1978 года.
00: 05: 53.23 И на обеде он смог рассказать доктору Паладе о своей работе и новых доказательствах
00: 05: 59.10, что у него была мутация. это заблокировало секрецию.
00: 06: 01.28 И Паладе, естественно, был очень заинтересован и предложил Питеру поближе изучить
00: 06: 08.07 с помощью электронной микроскопии тонких срезов, метода, о котором я вам говорил в прошлый раз, этот Паладе
00:06: 13.25 используется для такого большого эффекта в понимании организации эукариотических клеток.
00: 06: 19.17 Мы очень быстро обработали этот первый мутант секреции для электронной микроскопии.
00: 06: 24.22 И одно из самых ярких воспоминаний моей карьеры пришло, когда летом 1978 года Питер,
00: 06: 30.28, в подвале нашего биохимического корпуса взволнованно позвал меня к электронному микроскопу
00 : 06: 37.26 для просмотра изображений, подобных тому, что вы видите здесь.
00: 06: 41.21 В отличие от изображения, которое я показал в конце моей последней лекции, где можно увидеть
00: 06: 47.14 всего несколько маленьких пузырьков в зачатке делящейся клетки у этого мутанта
00:06:54.17, который мы назвали sec-1, сокращенно от дефектного по секреции мутанта номер 1, клетка продолжает вырабатывать
00: 07: 01.16 зрелые секреторные пузырьки.
00: 07: 04.03 Но вместо нескольких в зародышевой части клетки теперь клетка заполняет весь свой цитоплазматический объем
00: 07: 12.23 тысячами таких пузырьков.
00: 07: 15.24 Им некуда идти, потому что этот ген, ген sec-1, кодирует белок, который
00: 07: 24.14 необходим для прикрепления гранулы … для прикрепления к плазматической мембране
00:07:32.07 кл.
00: 07: 33.07 И в отсутствие этого гена, в отсутствие этого функционального белка везикуле некуда было деваться
00: 07: 37.27, поэтому она продолжает создаваться, чтобы заполнить весь цитоплазматический объем.
00: 07: 43.20 Теперь мы знаем, что этот ген эволюционно консервативен.
00: 07: 48.03 Он присутствует во всех эукариотических клетках, везде, где везикула должна стыковаться и сливаться с мембраной-мишенью.
00: 07: 55.10 Фактически, мы даже знаем, в мозгу, в нервном окончании, как я описал в моем последнем
00:07:59.02 лекции, что синаптические везикулы, ответственные за слияние и секрецию нейротрансмиттеров
00: 08: 06.22, в решающей степени полагаются на нейронный эквивалент продукта гена sec-1, чтобы организовать
00: 08: 14.18 слияние синаптического пузырька с пресинаптическим мембрана.
00: 08: 17.17 Итак, миллиард лет эволюции, и этот путь, который был … который развился в микроорганизмах,
00: 08: 26.07, был передан на протяжении эонов, чтобы использоваться в молекулярных терминах: очень похожими способами …
00: 08: 33.21 людьми.
00: 08: 36.20 Что ж, это было, конечно, очень волнующее событие — увидеть этого первого мутанта по секреции.
00: 08: 42.00 На основании того, как мы обнаружили эту мутацию, мы знали, что необходимо найти еще много генов
00: 08: 46.21.
00: 08: 48.10 Итак, Питер придумал еще один очень простой и элегантный способ изолировать больше таких мутаций.
00: 08: 55.13 Он наблюдал в световой микроскоп, что этот мутант, sec-1, когда клетки нагреваются до
00:09:02.09 37 градусов по Цельсию, продолжают создавать эти пузырьки
00: 09: 05.07 — действительно, они продолжают создавать все свои макромолекулы —
00: 09: 08.07, но они не становятся больше.
00: 09: 09.16 Они не увеличиваются.
00: 09: 10.25 Должно быть, они увеличивают массу, вероятно, выжимая воду.
00: 09: 15.20 И тогда они, вероятно, станут более плотными, более … более компактными, более материальными
00: 09: 23.25 в ограниченном объеме.
00: 09: 25.13 Действительно, он провел следующий эксперимент, который проиллюстрировал это свойство этих клеток.
00: 09: 32.05 Он взял смесь 99% дрожжевых клеток дикого типа и 1% мутантных клеток sec-1 и смешал эти два.
00: 09: 42.28 И он инкубировал смесь при 37 градусах Цельсия.
00: 09: 45.05 И он нанес образец на верхнюю часть пробирки, которая образует градиент
00: 09: 50.09, который позволит разделить клетки в соответствии с их плавучей плотностью.
00: 09: 54.01 И он обнаружил условия, при которых все нормальные клетки с нормальной секрецией … из
00:10:06.24 сек-1 мутантные клетки, имеющие более высокую плавучую плотность, осаждались с образованием осадка на дне
00: 10: 11.10 пробирки.
00: 10: 12.10 Таким образом, он смог полностью разделить эти две популяции клеток.
00: 10: 17.02 Это идея биохимика о том, как отбирать мутантов.
00: 10: 20.00 Итак, мы взяли дрожжевую культуру, подвергли ее воздействию химического мутагена, вырастили клетки
00: 10: 25.26 на некоторое время, инкубировали клетки при … при ограниченном росте. температура,
00:10:30.21 повторил этот этап центрифугирования, проколол отверстие в дне пробирки и собрал
00: 10: 36.01 1% самых плотных клеток, поместил их на чашки Петри и просмотрел эти клетки
00: 10: 41.15 на предмет наличия те, которые были чувствительны к температуре в своей способности образовывать колонии.
00: 10: 46.05 Среди них Питер обнаружил еще несколько сотен мутаций, определяющих 23 различных гена,
00: 10: 55.00, каждый из которых необходим для производства уникально важного белка
00:11:03.11 в другой момент в процессе секреции белка.
00: 11: 07.00 Он обнаружил 10 генов, мутации в 10 генах, которые выглядели точно так же, как sec-1 в накоплении
00: 11: 13.14 маленьких пузырьков.
00: 11: 14.24 Но это разные гены, а это значит, что они … есть как минимум 10 разных белков.
00: 11: 19.09 Теперь мы знаем, что существует гораздо больше, но, по крайней мере, 10 различных белков, необходимых для того, чтобы
00: 11: 22.20 взять эти зрелые пузырьки и доставить их в зачаток для слияния с плазматической мембраной.
00: 11: 28.16 Он обнаружил два гена, которые в электронном микроскопе выглядели очень разными.
00: 11: 33.03 Вот, например, один такой мутант.
00: 11: 36.04 Этот называется sec-7.
00: 11: 37.08 И в этой клетке, когда она нагрета до высокой температуры, клетка накапливает структуру,
00: 11: 44.05, редко встречающуюся … редко, если вообще когда-либо встречающуюся в нормальной дрожжевой клетке, которая выглядит точно так же, как стопка мембран
00: 11: 49.03, которую я показал вам в моей последней лекции, обнаружена в нервных клетках
00:11:54.15 в 19 веке, называемый аппаратом Гольджи.
00: 11: 57.12 Разумеется, эту структуру можно увидеть, сильно преувеличенную у этого мутанта, потому что в этом мутанте
00: 12: 04.04 производятся мутантные белки, которые доставляются в аппарат Гольджи, но из-за
00:12 : 11.07 дефект в гене sec-7, они не могут покинуть аппарат Гольджи.
00: 12: 15.08 Итак, Гольджи продолжает расти, образуя эту огромную преувеличенную структуру в камере.
00: 12: 22.07 Теперь, когда эти клетки охлаждаются до комнатной температуры, мутантный белок sec-7 имеет вид
00:12:31.15 восстанавливается до активности, и Гольджи разлагается, и белки, которые накопили
00: 12: 38,22 внутри этой структуры, теперь могут секретироваться на поверхность клетки в везикулах.
00: 12: 43.11 Другая структура, которая наблюдалась в девяти мутациях в исходной коллекции, вызвала дефект
00: 12: 50.20 в перемещении белков из эндоплазматического ретикулума.
00: 12: 55.04 Итак, в этом случае эти мутации вызвали накопление белков на первой станции этого пути.
00:13:02.01 В результате эта органелла становится намного более сложной и активно участвует в работе клетки.
00: 13: 07.27 Ядро, окружающая ядро ​​мембрана, ядерная оболочка искажены,
00: 13: 13.12 намного шире, чем в нормальной дрожжевой клетке, все потому, что эти белки накапливаются в структуре.
00: 13: 19.06 И, как и раньше, когда клетки охлаждаются до комнатной температуры, мутантный белок повторно укладывается в
00: 13: 25.19, и белки могут перемещаться в ЭР и продвигаться как обычно по секреторному пути.
00: 13: 31.00 Итак, это … после того, как мы собрали эти мутанты и опубликовали работу, мы обнаружили
00: 13: 36.26, что, хотя у нас было много генов, была одна цель, которая нас особенно интересовала
00: 13: 40.27, которая, казалось, ускользнула от нашей способности… определять мутации.
00: 13: 45.27 И это было в механизме, который Паладе и Блобель, как я описал в моей последней лекции
00: 13: 55.02, показали, что он необходим для самого первого шага, когда секреторные белки перемещаются по каналу
00 : 13: 59.26 в мембране ER.
00: 14: 01.11 У нас не было таких мутаций, и мы задались вопросом, почему.
00: 14: 04.01 А потом еще один … случайно, к группе присоединился еще один блестящий аспирант,
00: 14: 08.26 по имени Рэй Дешэйс.
00: 14: 11.02 Вот Рэй на специальном праздновании в лаборатории.
00: 14: 14.19 Я расскажу вам о работе Рэя.
00: 14: 16.08 Его жена Линда Сильвейра, тоже аспирантка лаборатории, работала над другим проектом.
00: 14: 21.23 И Линда Хик, еще одна аспирантка в лаборатории, о работе которой я опишу позже
00:14:26.04 в этом получасовом разделе.
00: 14: 28.03 Но позвольте мне рассказать вам об идее Рэя и о том, как он смог придумать очень особенное,
00: 14: 34.12 простое генетическое средство для идентификации канального белка в ER, ответственного за белок
00:14 : 42.13 транслокация из цитоплазмы.
00: 14: 45.20 Вот идея выбора Рэя, на самом деле очень простая.
00: 14: 49.22 Мы знаем, что большинство цитоплазматических белков, которые действуют, например, как ферменты, остаются в цитоплазме,
00:14:57.16, где у них есть доступ к своим химическим субстратам.
00: 15: 01.15 Например, последний этап биосинтеза гистидина достигается цитоплазматическим ферментом
00: 15: 08.24, называемым гистидинолдегидрогеназой, который берет гистидинол и превращает его в гистидин,
00: 15: 15.11, который является аминокислота, которая используется в биосинтезе белка.
00: 15: 18.07 Из экспериментов, которые мы провели на дрожжах и которые Джон Беквит и
00: 15: 25.10 Том Силхави провели на E. coli, мы также знаем, что если взять ген, кодирующий цитоплазматический белок,
00:15:32.18 фермент, и вы сливаете с 5′-концом этого гена последовательность сигнального пептида,
00: 15: 43.18 сигнала, который будет отвечать за секрецию, как я описал в своей предыдущей лекции
00:15: 49.19, вы создаете гибридный белок, который теперь, в дрожжах, может быть неправильно перемещен
00: 15: 59.08 в просвет ER.
00: 16: 01.28 В этом случае, присоединяя сигнальный пептид к N-концу гистидинолдегидрогеназы,
00: 16: 08.22, этот фермент теперь изолирован в ER, где у него больше не будет доступа к
00: 16:15.19 его гидрофильный субстрат гистидинол.
00: 16: 18.21 И в результате, если эта клетка не может производить гистидин, она не может расти, если в питательной среде не содержится гистидин
00: 16: 27.14.
00: 16: 29.28 Если вы выращиваете клетки на минимальной среде без гистидинола, в данном случае … без …
00: 16: 36.20 без гистидина, они просто не будут расти.
00: 16: 39.01 Что ж, это идеальная установка для генетической селекции, потому что она позволяет подвергнуть
00: 16: 44.24 этой клетке химическому мутагену и искать мутации, которые могут, например,
00: 16:52.25 нарушают механизм, через который будет транспортироваться этот гибридный белок.
00: 16: 59.03 И, возможно, позволить достаточному количеству слитого белка остаться в цитоплазме, чтобы катализировать
00: 17: 06.23 превращение гистидинола в гистидин и, таким образом, позволить клетке расти.
00: 17: 12.07 Итак, повторюсь, клетка содержит гибридный белок, который незаконно присваивает гистидинолдегидрогеназу
00: 17: 20.16 просвету ER.
00: 17: 22.20 Вы подвергаете эту клетку воздействию химического вещества, вызывающего мутации.
00: 17: 26.13 И вы ищете клетки, которые теперь могут расти в отсутствие гистидина, в присутствии
00: 17: 31.20 гистидинола, в силу того факта, что мут … что мутация в клетке
00: 17: 37.16 повредил оборудование.
00: 17: 39.04 Эти мутации, конечно, убивают клетку, потому что, как я уже проиллюстрировал, мутации
00: 17: 46.04, блокирующие секрецию, убивают клетку.
00: 17: 48.18 Итак, мы искали чувствительные к температуре мутации, которые позволяют мутантному белку вести себя неправильно.
00:17:57.13 достаточно, чтобы оставить немного гистидинолдегидрогеназы в цитоплазме, но мутации, которые
00: 18: 04.27 при нагревании до полностью ограничительной температуры, 37 градусов, полностью убивают мутантный белок
00: 18: 11.27 и препятствуют росту клетки под любые обстоятельства.
00: 18: 16.04 Это был решающий эксперимент Деше, который позволил нам открыть несколько генов,
00: 18: 24.04, первый из которых, sec-61, кодирует мембранный белок, пронизывающий
00:18: 31.15 бислой ER десять раз.
00: 18: 34.11 И который, как мы теперь знаем, является каналом в ER не только у дрожжей, но и у всех эукариот,
00: 18: 41.01, через который прогрессируют полипептиды.
00: 18: 43.17 Что ж, позвольте мне резюмировать не только это, но и всю работу, которую я описал до сих пор в дрожжах,
00: 18: 49.28, в виде простой карикатуры, изображающей этапы пути
00: 18: 55.17, через которые прогрессируют секреторные белки.
00: 18: 58.04 Это очень похоже на то, что доктор.Паладе удалось продемонстрировать в середине 1970-х годов
00: 19: 05.01, но с дополнительным бонусом, заключающимся в том, что каждый из этих этапов, проиллюстрированных в этом мультфильме, теперь может …
00: 19: 11.20 заполнен генами, которые необходимы на каждый из этих шагов на пути.
00: 19: 19.22 Этот путь эволюционно консервативен.
00: 19: 22.00 Все гены, которые я описал, находятся в клетках человека.
00: 19: 25.25 И в результате этого открытия стало возможным использовать дрожжевые клетки в качестве
00:19:33.23 производственный носитель для синтеза и секреции клинически полезных количеств белков человека.
00: 19: 41.11 Итак, в начале 1980-х биотехнологические компании смогли использовать дрожжевые клетки, вводя гены
00: 19: 48.12, такие как ген человеческого инсулина или ген поверхностного белка вируса гепатита В,
00: 19: 55.12 и используйте дрожжевые клетки для получения количества.
00: 20: 00.01 Например, одна треть мировых запасов рекомбинантного человеческого инсулина производится секрецией
00:20:04.24 в дрожжах.
00: 20: 05.28 Или вся вакцина против гепатита В, которая производится в мире и которая используется для целей вакцинации,
00: 20: 12.22 производится путем производства везикул в дрожжевых клетках, содержащих белок вируса гепатита В,
00 : 20: 19.22, которые затем могут стимулировать иммунную систему.
00: 20: 22.10 Итак, это была практическая польза от фундаментальной науки, которую мы и другие сотрудники моей лаборатории выполняли.
00: 20: 29.12 Но нас интересовало понимание механизма.
00: 20: 33.04 И хотя у нас были инструменты для определения генов, само по себе существование
00:20:40.26 эти гены в начале 1980-х не говорили нам того, что мы действительно хотели знать, а именно:
00: 20: 45.22, как работает этот процесс?
00: 20: 47.17 Что кодируют эти гены?
00: 20: 49.04 Что делают молекулы, белковые молекулы, кодируемые этими генами, для производства пузырьков
00: 20: 55.01, которые позволяют клеткам расти и секретировать белки?
00: 20: 59.05 И для этого я собираюсь представить два новых наблюдения, которые позволили нам добиться прогресса.
00: 21: 04.14 Первым был более пристальный взгляд на этот первый шаг на пути, выполненный
00:21:10.17 замечательный научный сотрудник лаборатории того времени по имени Крис Кайзер, у которого был близкий …
00: 21: 15.08 очень близкий взгляд микроскопии и генетики на гены, необходимые для передачи белков
00: 21: 20.26 между ER и аппаратом Гольджи.
00: 21: 24.10 Вот краткое изложение того, что обнаружил Крис Кайзер.
00: 21: 28.07 Он обнаружил, что среди набора генов, необходимых для перемещения белков между этими
00: 21: 34.06 двумя органеллами, есть два подмножества, которые демонстрируют обширные генетические взаимодействия,
00:21:42.10 среди каждой группы отдельно.
00: 21: 44.25 И которые, в первую очередь, необходимы
00: 21: 48.11 для образования пузырьков путем отпочкования из эндоплазматической сети.
00: 21: 53.18 И во втором случае, чтобы взять эти везикулы и доставить их,
00: 21: 58.22 путем слияния мембран, в аппарат Гольджи.
00: 22: 02.11 Теперь мы клонировали и секвенировали эти гены.
00: 22: 06.00 И что очень интересно, два гена, необходимые для слияния этих пузырьков в аппарате Гольджи
00:22:13.13 оказались дрожжевыми эквивалентами двух белков, которые Джеймс Ротман и его коллеги из
00: 22: 20.11 очистили из клеток млекопитающих, которые, по-видимому, ответственны за слияние
00: 22: 26.20 везикул в аппарате Гольджи млекопитающих.
00: 22: 30.25 Он очистил два белка, названные NSF и альфа-SNAP, которые оказались эквивалентами
00: 22: 40,08 генов дрожжей sec-18 и sec-17 человека или млекопитающих.
00: 22: 44.28 Итак, к концу 1980-х годов мы смогли оценить не только эволюционное сохранение
00:22:50.08 этого пути, но на детальном молекулярном, механистическом уровне гены дрожжей
00: 22: 57.04 выполняли функцию, эквивалентную белкам, полученным из клеток млекопитающих.
00: 23: 02.21 Теперь, в заключительной части этой лекции, я хочу сделать шаг назад и рассказать вам о
00: 23: 09.19, историческом прецеденте того, как вы можете использовать этот вид генетики для загрузки понимания
00: 23: 17.01 биохимического молекулярного механизма.
00: 23: 19.28 Итак, теперь мы собираемся сделать шаг назад, на 20 лет, к решающему знаменательному эксперименту, проведенному
00:23:27.20 двумя исследователями Калифорнийского технологического института в 1965 году.
00: 23: 32.23 Вот они.
00: 23: 33.23 Это Боб Эдгар, генетик бактериальных вирусов,
00: 23: 40.15, и его молодой протеже, новый доцент Калифорнийского технологического института по имени Уильям Вуд.
00: 23: 46.26 Эдгар был классическим генетиком.
00: 23: 49.27 Он использовал бактериофаг Т4, чтобы понять гены, необходимые для производства
00: 23: 57.01 инфекционных частиц вириона.
00: 23: 59.08 Он обнаружил, что мутации в этих генах блокируют производство вирусных частиц
00:24:04.16 и заставлял инфицированные клетки E. coli накапливать неполные вирионы.
00: 24: 11.02 Но он понятия не имел, что эти генные продукты могут сделать, чтобы способствовать сборке вируса.
00: 24: 17.14 Билл Вуд пришел как опытный биохимик … прошел обучение в лаборатории Пола Берга
00: 24: 23.26 в Стэнфордском университете, поэтому он хорошо разбирался в биохимическом анализе.
00: 24: 28.19 И он увидел огромное преимущество того, что Эдгар сделал для разработки стратегии,
00: 24: 33.25, которую я вам сейчас покажу, которая позволила этой команде развить бесклеточную реакцию, воспроизводящую производство
00:24:42.15 вирионных частиц в пробирке, использующие гены, которые Эдгар открыл
00: 24: 48.03 своим генетическим подходом.
00: 24: 49.23 Вот основной эксперимент.
00: 24: 53.02 Начнем с бактерий, инфицированных двумя разными мутантами вируса,
00: 25: 01.08, каждый сам по себе неспособен создавать инфекционные вирионы.
00: 25: 06.02 Теперь, если бы эти клетки были инфицированы двумя вирусами вместе, генетическая комплементация
00: 25: 13.09 внутри инфицированной клетки позволила бы одному дефектному геному дополнять другой
00:25:19.21 для производства инфекционных вирусов.
00: 25: 22.16 Но если бы мутантные вирусы использовались для заражения двух разных популяций бактерий,
00: 25: 29.08 ничего бы не произошло.
00: 25: 30.12 Что Вуд правильно понял, так это то, что если эти две разные популяции были разрушены
00: 25: 38.13 и фракции цитоплазмы каждой были смешаны в пробирке, то могло быть
00: 25: 47.11 биохимической формы. дополнение, которое позволило бы каждому вириону предоставить недостающий компонент
00:25:56.10 для завершения сборки вируса в пробирке.
00: 26: 00.04 Действительно, вот что произошло.
00: 26: 02.02 И данные, показанные справа, показывают прекрасный результат, где в начале эксперимента
00: 26: 09.06 было обнаружено очень мало инфекционных вирусных частиц, если они вообще были обнаружены.
00: 26: 12.28 Но, поскольку два мутантных образца инкубируются в пробирке вместе, в течение 30 или 40-минутной инкубации образуются три журнала инфекционных частиц вириона
00: 26: 21.07.
00:26:26.17 Этот результат согревает сердце любого биохимика.
00: 26: 30.19 И предоставил исторический прецедент, который мы в моей лаборатории могли бы использовать, чтобы попытаться
00: 26: 38.21 идентифицировать биохимические образования, связанные с дефектными генными продуктами.
00: 26: 43.08 В течение нескольких лет мы пытались добиться такой реакции.
00: 26: 46.26 Но в конце концов другой блестящий аспирант по имени Дэвид Бейкер,
00: 26: 51.02, который сделал очень успешную карьеру, присоединился к лаборатории и за очень короткий период времени
00 : 26: 58.08 Дэвид разработал очень простой способ вскрытия дрожжевых клеток, который
00: 27: 04.11 позволил бы коммуникацию, везикулярную коммуникацию, между ER и аппаратом Гольджи
00: 27: 12.11 воспроизводить в пробирке.
00: 27: 14.10 За его работой последовали усилия двух аспирантов, о работе которых я хотел бы рассказать вам сейчас
00: 27: 20.04.
00: 27: 21.19 Первой была Линда Хик, фотографию которой я показал вам несколько минут назад.
00: 27: 25.20 Линда была аспирантом лаборатории, работавшей над геном, который, как мы теперь знаем, необходим
00:27:31.03, чтобы сформировать пузырьки, которые отталкиваются от ER.
00: 27: 34.15 И она использовала систему, разработанную Дэвидом Бейкером, чтобы провести вариацию эксперимента Вуда и Эдгара
00: 27: 42.07, о котором я вам только что рассказал.
00: 27: 44.10 И я хочу показать вам данные для этого, потому что это эксперимент, который до сих пор согревает мое сердце
00: 27: 48.01.
00: 27: 50.12 Она взяла следующие комбинации экстрактов клеток.
00: 27: 55.18 Темный столбец показывает образец, который был инкубирован с мембранами, который сам по себе показал
00:28:05.17 нет транспорта, как определено анализом Бейкера, но его активность можно было восстановить, когда образец
00: 28: 12.28 был инкубирован при температуре, допустимой для бесклеточной реакции, в данном случае
00: 28: 18.25 15 градусов .
00: 28: 20.01 Эта темная линия представляет собой цитозоль, взятый у мутанта sec23, мутанта, который был бы дефектным
00: 28: 28.20, если бы клетка инкубировалась при 37 градусах, но была бы почти нормальной, если бы клетка
00 : 28: 33.15 инкубировали при низкой температуре.
00:28:35.17 Действительно, эта бесклеточная реакция протекала довольно активно при температуре 15 градусов.
00: 28: 42.05 Она также получила цитозольные белки из клетки, которая имеет копию sec23 дикого типа.
00: 28: 49.17 Аналогичным образом, эта смесь цитозоля дикого типа и мембран продуцировала транспортную активность
00: 28: 56.11, измеренную в анализе Бейкера.
00: 28: 58.27 Теперь, что очень важно, поскольку независимые образцы инкубировались при несколько более высоких температурах,
00: 29: 07.13 от 25 до 30 градусов, что, как мы обнаружили, является ограничивающей температурой для нашего
00:29:14.Согласно данным биохимического анализа, транспортная активность с цитозолем, несущим белок SEC23 дикого типа
00: 29: 23.14, была более или менее неизменной.
00: 29: 25.11 Но, что важно, активность, связанная с цитозолем, несущим мутантный белок SEC23
00: 29: 32.22, была довольно заметно снижена.
00: 29: 35.12 И ясно, что реакция движения, чувствительная к температуре, показала, что этот анализ,
00: 29: 43.07 тест Бейкера, точно воспроизводит путь, который мы вывели на основе
00:29:51 .21 генетический анализ, подтверждающий, что это был функциональный анализ, который позволит нам
00: 29: 58.04 очистить эти белки.
00: 29: 59.20 Теперь это наблюдение было дополнительно упрощено благодаря очень важному вкладу
00: 30: 06.01 другого замечательного аспиранта по имени Майкл Рексач.
00: 30: 09.06 Рексач заметил, что в ходе бесклеточной реакции, разработанной Бейкером,
00: 30: 16.20 мембраны в лизате, особенно мембраны ER в этом нежном лизате, оставались очень большими,
00: 30:25.04 и может осаждаться на дно центрифужной пробирки при очень низкоскоростном центрифугировании.
00: 30: 31.21 Далее она заметила, что если эти большие мембраны были инкубированы с цитозольными белками дикого типа,
00: 30: 40.02 в ходе инкубации при 30 градусах образовывались маленькие пузырьки, которые не могли быть осаждены
00: 30: 48,19 с образованием гранулы на дне трубки.
00: 30: 51.21 И вместо этого должен быть осажден только после очень высокоскоростного центрифугирования.
00:30:57.21 Итак, простого дифференциального центрифугирования, подобного тому, что я описал в
00: 31: 03.22 в начале моей последней лекции, было достаточно, чтобы отделить везикулы, которые отпочковываются от ER in vitro
00: 31: 12.00 от мембран ER. .
00: 31: 14.06 Кроме того, Rexach показал, что мутанты, такие как sec23, не способны продуцировать
00: 31: 21.24 этих маленьких пузырьков.
00: 31: 23.15 Итак, это позволило нам начать фракционировать все белки, которые, как мы знали, были
00:31:32.22, необходимых для отпочкования пузырьков, те гены, которые описал Крис Кайзер и которые ответственны за отпочкование пузырьков in vivo, оказались также необходимыми для отпочкования пузырьков in vitro.
00: 31: 44.02 В результате мы обнаружили, что эти гены обладают уникальной функцией:
00: 31: 51.08 собираются на поверхности мембраны ER, образуя зачаток, который отделяется от мембраны ER.
00: 32: 00.09 Чтобы визуализировать этот процесс, мы разработали сотрудничество с
00:32:03.19 один из величайших морфологов мира, сегодня,
00: 32: 06.13, человек по имени Лелио Орчи, показанный здесь, в его офисе в Женеве,
00: 32: 11.09, с которым я имел удовольствие сотрудничать для более 20 лет на экспериментах следующего рода.
00: 32: 18.06 Мы очистили все белки, необходимые для образования везикул, из ER, гены, которые мы уже описали с помощью генетического анализа, и их белковые продукты, и мы взяли эти
00:32: 29,25 очищенных белков, и мы смешали их с мембранами ER, мы осадили мембраны ER
00:32:35.00 на низкой скорости, и получили фракцию гранул на высокой скорости.
00: 32: 38.10 Под руководством Лелио Орчи мы смогли визуализировать везикулы, которые сформировали
00: 32: 44.07 в пробирке, и были поражены, увидев однородную популяцию пузырьков размером около 80 нанометров
00: 32: 53.26 были произведены в пробирке, каждая из которых покрыта … тем, что казалось,
00: 33: 02.08, по крайней мере первоначально, как нечеткая электронно-плотная оболочка, состоящая из белков, которые мы добавлено
00:33:09.12, чтобы выполнить реакцию бутонирования.
00: 33: 11.11 Теперь мы знаем, и я резюмирую на следующих двух слайдах, что белки, которые
00: 33: 16.25 делают это, поэтапно собираются, чтобы произвести почку, чтобы защемить почку, чтобы сформировать пузырек. ,
00: 33: 23.06 и для захвата мембранных и секретируемых белков
00: 33: 27.11, которые предназначены для транспортировки из ER в аппарат Гольджи.
00: 33: 32.07 Итак, позвольте мне показать вам сводный слайд, а затем изображение с более высоким разрешением того, как работают эти белки
00:33:37.23 на последних двух слайдах этого раздела.
00: 33: 41.10 Во-первых, это карикатура, резюмирующая большую работу за многие годы,
00: 33: 46.20, которая описывает, как работает этот процесс.
00: 33: 48.17 И позвольте мне резюмировать это для вас с небольшими подробностями.
00: 33: 52.18 Мы знаем, что этот процесс почкования начинается с небольшого GTP-связывающего белка, называемого Sar1
00: 34: 02.20, который приобретает GTP, взаимодействуя с мембранным белком, называемым Sec12, где он оседает
00:34:10 .09 в мембрану ER, чтобы начать деформировать эту мембрану с образованием зачатка.
00: 34: 16.04 Затем мы знаем, что два белка в форме гетеродимера из двух продуктов гена Sec,
00: 34: 22.17 Sec23 и Sec24, собираются в ямке, образованной Sar1, и начинаются с
00: 34: 31.18 образцы различных мембранных белков для захвата в зарождающейся почке.
00: 34: 37.01 Они распознают … в частности, молекула Sec24 распознает последовательности на мембранных белках
00: 34: 45.06, которые являются сигналами для трафика из ER.
00: 34: 49.12 И образуются комплексы, которые затем группируются вместе посредством вмешательства
00: 34: 56.25 внешнего слоя этого покрытия, комплекса Sec31 / Sec13, который буквально охватывает мембрану,
00: 35: 05.22 в виде каркаса, чтобы лепить почку и прищипывать ее, собирая, таким образом,
00: 35: 13.02 не только внутренний слой шерсти, но и молекулы груза, которые предназначены для транспортировки,
00 : 35: 19.05 за исключением белков в мембране ER, которые предназначены оставаться позади, и
00:35:24.12 не перевозить.
00: 35: 25.18 Теперь мы знаем … благодаря работе других лабораторий, которые взяли эти белки
00: 35: 30.18 и разработали кристаллические структуры с атомным разрешением, мы многое знаем о том, как молекулы
00 : 35: 38.19 этой шерсти COPII сотрудничают, чтобы сформировать этот бутон.
00: 35: 43.15 И позвольте мне резюмировать это на моем последнем слайде этой части.
00: 35: 47.05 Это изображение с более низким разрешением.
00: 35: 49.17 Теперь у нас есть изображения с гораздо более высоким атомным разрешением.
00: 35: 53.02 Пальто состоит из двух слоев.
00: 35: 55.23 Существует внутренний слой белков, состоящий из GTP-связывающего белка Sar1 и его партнеров
00: 36: 02.24 Sec23 и 24, отвечающих за маркировку молекул груза, предназначенных для транспортировки.
00: 36: 10.06 И затем, внешний слой, этот внешний слой из двух других Sec, белков Sec13 и 31,
00: 36: 17.04, которые образуют каркас.
00: 36: 18.19 Действительно, этот эшафот, как впервые описал Уильям Балч и его коллеги в Ла Хойя,
00:36:24.06 этот каркас обладает необычной способностью самостоятельно собираться в правильный многогранник,
00: 36: 32.03 кубо-восьмигранную структуру с квадратами и треугольными гранями, которая образует своего рода экзоскелет
00: 36: 41.10, который окружает мембрану и захватывает груз. молекулы для отпочкования от мембраны ER.
00: 36: 48.08 Что ж, мы много знаем об этом не только о дрожжах, но и о клетках млекопитающих.
00: 36: 53.11 Мы даже знаем, что некоторые генетические заболевания человека являются результатом мутаций в различных субъединицах
00:36:59.08 этого покрытия COPII, еще раз подтверждая эволюционную консервацию этого пути.
00: 37: 06.06 И подчеркну то, что мне очень сильно нравится … о том, что я оставлю вам в этой части
00: 37: 09.23.
00: 37: 12.02 Это то, что стремление к науке ради собственной жажды понимания, движимой любопытством,
00: 37: 21.19 неизбежно, когда кто-то обнаруживает такие фундаментальные вещи, как я описал …
00 : 37: 28.01 неизбежно имеет практическое применение, в данном случае в биотехнологической промышленности,
00:37:34.25 и даже в понимании на фундаментальном уровне того, как могут развиваться болезни человека.
00: 37: 39.12 Я оставлю вам это в этой части цикла лекций.
00: 37: 44.06 Через несколько минут мы начнем с моей третьей лекции, в которой будет описан процесс
00: 37: 50.14, который, вероятно, не происходит в дрожжах, но который также включает захват, в данном случае ,
00: 37: 56.21 молекул РНК в пузырьки, которые могут транспортироваться в организме человека и способствовать не только
00:38:04.05 нормальное развитие, но также может быть нарушено при болезни человека.
00: 38: 08.15 Спасибо.

растений | Бесплатный полнотекстовый | РНК в движении: внеклеточный перенос у насекомых с многообещающими перспективами для борьбы с вредителями

1. Введение: Регуляторные РНК и взаимодействия насекомых и растений

РНК существуют в широком разнообразии структур и размеров, хорошо подходящих для регулирования множества процессов. Регуляторные РНК, также называемые некодирующими РНК, не вносят непосредственного вклада в синтез белка, но функционируют на различных уровнях контроля, модулируя экспрессию генов.Эти молекулы действуют как на транскрипционном, так и на посттранскрипционном уровнях, опосредуя модуляцию хроматина, регулируя альтернативный сплайсинг, индуцируя подавление трансляции или управляя деградацией транскриптов-мишеней [1]. Регуляторные РНК эукариот в целом подразделяются на длинные (≥200 нуклеотидов) ) и мелкие (≤200 нт). Хотя описано множество так называемых длинных некодирующих РНК, регулирующих экспрессию генов на различных уровнях, недавно было показано, что некоторые из них действительно могут выполнять кодирующие функции [1,2].Тем не менее, длинные некодирующие РНК и механизмы, с помощью которых они выполняют свои функции, все еще плохо охарактеризованы и заслуживают дальнейших исследований. С другой стороны, механизмы регуляции на основе малой РНК (мРНК) хорошо известны. В частности, открытие механизма РНК-интерференции (РНКи) у животных привело к получению Нобелевской премии и послужило толчком к буму всесторонних исследований, раскрывающих функциональную роль этих молекул в посттранскрипционном молчании [3,4,5,6]. Короче говоря, во время РНКи sRNAs размером приблизительно 18-30 нуклеотидов включаются в РНК-индуцированный комплекс сайленсинга (RISC), который затем направляется на транскрипт-мишень посредством спаривания оснований Уотсона-Крика.Впоследствии белок Argonaute (Ago) в RISC действует, ингибируя или разрушая транскрипт-мишень, что приводит к подавлению экспрессии гена [7,8]. Классификация мРНК зависит от их механизмов биогенеза, размера, комплементарности по отношению к мишени, ассоциированным белкам и основные регуляторные процессы, в которых они участвуют. На их основе у эукариот распознается несколько мРНК, две из которых являются общими для растений и животных: микроРНК (миРНК) и малые интерферирующие РНК (миРНК). В общих чертах, miRNAs происходят из процессинга эндогенных предшественников РНК «стебель-петля» и действуют, регулируя экспрессию эндогенных генов.В свою очередь, миРНК происходят из структур длинных двухцепочечных РНК (дцРНК) и в основном выполняют функцию защиты от вирусов и транспозонов [9,10,11]. В то время как многие другие типы мРНК различаются внутри и за пределами ранее описанных классов, они не обсуждаются в контексте настоящего обзора. Хотя механизмы, с помощью которых они действуют, не так тщательно изучены, как у эукариот, регуляторные РНК также присутствуют в Археи и бактерии. В этом отношении РНК-шаперон Hfq, как хорошо описано, играет центральную роль в нескольких основанных на РНК регуляторных системах у прокариот [12,13,14,15,16,17].Более того, прокариотические белки Ago, как было показано, вносят вклад в некоторые формы РНК-управляемой регуляции генов [18,19,20]. Кроме того, система CRISPR-Cas (сгруппированные регулярно расположенные между собой короткие палиндромные повторы и связанные гены) привлекла большое внимание из-за ее исключительного потенциала для редактирования генома под управлением РНК. Фактически, этот механизм привел к присуждению Нобелевской премии по химии 2020 г. [21,22]. Хотя прокариотические регуляторные РНК отличаются от своих эукариотических аналогов в нескольких аспектах, таких как диапазон размеров и связанные пути, их вклад в регуляторные механизмы во многих процессах также очевиден [23,24,25].В то время как регуляторные РНК и их пути в основном исследуются на внутриклеточном уровне, в настоящее время на сцену выходят открытия, касающиеся роли внеклеточных РНК в межклеточной коммуникации. Многочисленны примеры межвидовой и даже межцерковной коммуникации на основе РНК, особенно те, которые касаются взаимодействий хозяин-паразит / симбионт. Изучение передачи информации на основе РНК обещает не только фундаментальное понимание нового уровня регуляторной сложности, но и открыть двери для небольшого числа биотехнологических приложений [26,27,28].Насекомые — самая большая и разнообразная группа животных на Земле. Они составляют важный компонент экосистем и влияют на многие аспекты жизни человека. Большая часть воздействия насекомых происходит через их взаимодействие с растениями; например, некоторые виды являются важными опылителями, а другие — сельскохозяйственными вредителями и переносчиками болезней растений [8,29,30]. В этом смысле насекомые и их растения-хозяева прошли долгую совместную эволюцию и, таким образом, развили несколько известных форм коммуникации через специфические эффекторные белки, летучие вещества и другие химические вещества [31,32].В последнее время появляется все больше данных, свидетельствующих о существовании межклеточной коммуникации на основе РНК у насекомых и во взаимодействиях растение-насекомое. Понимание механизмов межклеточной передачи РНК у насекомых, а также коммуникации между Animalia и Plantae обещает внести свой вклад в разработку новых технологий. Они имеют решающее значение для решения проблем, связанных с насекомыми, и ценными примерами являются стратегии борьбы с вредителями, направленная на РНКи. В этой рукописи мы рассматриваем текущее состояние дел в области связи на основе РНК внутри и между насекомыми, а также передачи РНК между растениями и насекомыми.Кроме того, мы обсуждаем возможные основные механизмы переноса и связанные с ними биотехнологические перспективы.

4. Биотехнологические перспективы

Чтобы поддерживать растущий в настоящее время спрос на продукты питания, сельскохозяйственные вредители являются одной из многих проблем, с которыми приходится сталкиваться. Насекомые-вредители уничтожают 18–20% годового производства сельскохозяйственных культур в мире, которое оценивается в 470 миллиардов долларов [228]. Классический подход к борьбе с сельскохозяйственными насекомыми-вредителями — использование неселективных обычных инсектицидов. Однако их ограниченная селективность целевых видов имеет серьезные недостатки, включая пагубное воздействие на окружающую среду и здоровье человека [229, 230, 231, 232].Фактически, эти опасения усиливаются и привели к запрету некоторых широко используемых инсектицидов [233, 234, 235]. Кроме того, некоторые популяции насекомых-вредителей уже обладают устойчивостью ко многим из традиционно используемых инсектицидов [236 237 238 239 240 241]. РНК-опосредованное подавление генов насекомых является многообещающим инструментом для внесения вклада в высокоспецифичные стратегии борьбы с вредителями. Тем не менее, влияние РНК не одинаково эффективно для каждого насекомого, с высокими уровнями вариабельности между разными видами и даже между разными популяциями одного и того же вида.Расщепление РНК кишечными нуклеазами и условия экстремального pH при приеме внутрь рассматриваются как причина неэффективного подавления молчания на основе РНК у некоторых видов насекомых. Кроме того, неэффективные или отсутствующие функциональные системы захвата РНК в кишечнике, а также отсутствие эффективного системного механизма распространения РНКи из кишечника в остальную часть тела насекомых также считаются потенциально важными ограничивающими факторами [8,168,242,243]. РНК может быть доступна для поглощения насекомым различными способами, а именно путем экспрессии генетически модифицированными растениями (см. Раздел 2.4.3) или экзогенно in planta. По существу, было предложено несколько систем доставки РНК насекомых, предназначенных для обеспечения защиты РНК и опосредования внутриклеточной доставки. Хорошо известные примеры основаны, среди прочего, на наночастицах, липосомах, RBP, бактериях и вирусах [8]. В этом контексте естественные системы передачи РНК внутри насекомых, а также от растений к насекомым, представляют собой ключевые фундаментальные концепции, которые могут привести к разработке более эффективных основанных на РНК стратегий подавления генов насекомых.У млекопитающих были исследованы как RBP, так и EV для эффективной доставки нуклеиновых кислот в клетки. Эти подходы в основном исследуются на людях в контексте терапевтических средств адресной доставки лекарств. Интересными примерами являются липопротеины млекопитающих, которые часто предлагают использовать для доставки siRNA человека [244, 245, 246, 247, 248, 249]. Кроме того, высокий процент внеклеточных miRNAs млекопитающих связан с белками Ago, а предварительно собранные комплексы siRNA-Ago, доставленные через разных носителей, могут увеличивать эффект сайленсинга генов у мышей [180,181,182,250].Интересно, что липопротеины насекомых (т.е. липофорины), как известно, связывают экзогенную дцРНК в гемолимфе [169, 192], а белки Ago были идентифицированы во внеклеточной среде культивируемых клеток насекомых [65]. Следовательно, эти белки могут быть многообещающими кандидатами для разработки систем доставки экзогенных РНК насекомых, что подчеркивает важность изучения механизмов естественного переноса РНК. Помимо RBP, многие исследования назначают EV в качестве многообещающих средств доставки лекарств человеку [206, 251, 252]. Фактически, разработка электромобилей для доставки терапевтических средств на основе нуклеиновых кислот уже исследуется на рынке [253, 254].Принимая во внимание роль EV в межклеточной, межвидовой и межцерковной коммуникации на основе РНК, такие структуры могут иметь большой потенциал для борьбы с вредителями на основе РНК [226]. Кроме того, поскольку все больше данных указывает на роль EV в переносе молекул РНК у насекомых (см. Раздел 3.3), интересно рассмотреть разработку систем доставки РНК на основе EV для борьбы с вредителями с помощью экзогенной РНК. Хотя системы защиты растений на основе RBP и EV еще предстоит изучить, они могут привести к появлению многообещающих стратегий на будущее.Специфика — это девиз для создания экологически безопасных и биосинсектицидов. Идея основанных на РНК стратегий борьбы с вредителями очень популярна, поскольку высокая видовая и генная специфичность может быть получена на уровне последовательности нуклеиновой кислоты [131,255]. В настоящее время возникает соблазн предположить, что специфичность инсектицидов на основе РНК может быть достигнута на дополнительных уровнях. Во-первых, было показано, что несколько факторов влияют на загрузку мРНК в белки Ago, такие как их последовательность и структура [256,257,258,259,260,261,262,263,264].У насекомых наблюдалась генерация siRNAs с зависящей от вида длиной [265], и некоторые химические модификации sRNA, по-видимому, различаются у разных видов. В частности, миРНК D. melanogaster являются 2′-O-метилированными, в то время как это не относится к видам чешуекрылых P. xylostella, B. mori и Trichoplusia ni [266, 267]. Кроме того, было показано, что гены RNAi быстро развиваются, что приводит к более низким уровням сходства между видами (например, dicer2 или argonaute2) [268, 269, 270]. Поэтому интересно предположить, что может быть достигнут второй уровень специфичности, определяемый видоспецифической способностью внутриклеточно распознавать и обрабатывать молекулы экзогенной РНК.Хотя для изучения этих возможностей необходимы исследовательские усилия, можно предположить, что это может быть основано на длине молекул мРНК, ее химических модификациях и / или ее комплексировании со специфическими (модифицированными) белками механизма РНКи. переноса РНК внутри и между широким кругом организмов может стимулировать создание высокоспецифичных носителей для доставки РНК. Важно выяснить, какие популяции EV и белковые комплексы взаимодействуют с РНК у разных видов, а также определить их состав и структуру.Также важно определить их специфичность, и в этом отношении недавно был зарегистрирован пример на пчелах. В частности, домен MRJP-3, который обеспечивает его РНК-связывающую активность, по-видимому, появился в роду Apis и ассоциирован только с желе-секретирующими пчелами [72]. Более того, должны быть предприняты усилия, чтобы понять механизмы захвата этих структур, включая потенциальное участие специфических взаимодействий лиганд-рецептор. В этой области особые взаимодействия хозяин-патоген / симбионт могут быть особенно полезными, поскольку они вносят дополнительный вклад в уточнение специфичности и эффективности доставки РНК.Примечательно, что стратегии доставки РНК, основанные на системах хозяин-патоген / симбионт, уже были предложены, подчеркивая потенциал этих взаимодействий [271, 272, 273, 274]. Приятно осознавать, что, основываясь на специализированном поглощении определенных оптимизированных РНК-содержащих носителей, целевые виды могут быть затронуты исключительно.

Таким образом, три уровня специфичности и эффективности могут быть нацелены на (1) клеточный носитель для доставки, (2) распознавание клеточными механизмами и (3) нуклеотидная последовательность.Важно отметить, что изучение этих трех уровней в различных контекстах комплексной борьбы с вредителями может задержать или предотвратить развитие устойчивости. Кроме того, также важно, что использование высокоэффективных и специфических методов доставки РНК может способствовать высвобождению небольших количеств инсектицида на основе РНК в окружающую среду, снижая потенциальную токсичность.

5. Выводы

Молекулы РНК и связанные с ними пути классически описаны на внутриклеточном уровне.В последнее время, существование нового коммуникационного слоя на основе РНК, благодаря распространению внеклеточных РНК в биологических жидкостях, стало хорошо известно и дало начало новой области исследований, которая в настоящее время бурно развивается в биомедицинских науках. Хотя эта область исследований остается малоизученной на насекомых, все больше доказательств указывает на то, что этот путь коммуникации также работает и у этих животных. В частности, внеклеточные РНК присутствуют у насекомых, содержатся внутри EV и / или взаимодействуют с RBP и передаются клеткам-реципиентам для выполнения своей функции.Тем не менее, в настоящее время доступно лишь ограниченное количество исследований, которые не охватывают размер и разнообразие класса Insecta или широкий спектр взаимодействий насекомых-растений. Требуется более широкое и глубокое фундаментальное понимание механизмов межклеточной передачи РНК у этих организмов. В этой области существует острая потребность в хорошо описанных, надежных и воспроизводимых протоколах для изоляции внеклеточных компонентов, таких как EV и RBP, из сложных биожидкостей. Кроме того, хотя появление технологий глубокого секвенирования привело к увеличению описательных исследований, они являются лишь отправной точкой.Фактически, необходимы функциональные исследования, касающиеся естественных механизмов передачи РНК, а также их потенциала для биоактивной доставки экзогенных молекул РНК. Примечательно, что важно не только разгадывать консервативные процессы, но и видоспецифичные механизмы. Таким образом, помимо модельных организмов, усилия также должны быть вложены в несколько вредных организмов и полезных систем.