Physiological and Biochemical characters of  Nigrospora gorlenkoana  Novobr. Occurring on Cereals

A. S. Orina; Орина А. С.; O. P. Gavrilova; Гаврилова О. П.; T. Yu. Gagkaeva; Гагкаева Т. Ю.

doi:10.31857/S1026347022600546

Характеристика физиолого-биохимических свойств гриба Nigrospora gorlenkoana Novobr., распространенного на зерновых культурах

Авторы: Орина А.С.¹, Гаврилова О.П.¹, Гагкаева Т.Ю.¹
Учреждения:
1. Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений (ВИЗР)
Выпуск: № 5 (2023)
Страницы: 463-476
Раздел: МИКРОБИОЛОГИЯ
URL: https://journals.rcsi.science/1026-3470/article/view/135552
DOI: https://doi.org/10.31857/S1026347022600546
EDN: https://elibrary.ru/WCWAPT
ID: 135552

Цитировать

Аннотация

Установлено повсеместное распространение грибов рода Nigrospora в микобиоте зерновых культур на территории России. Четырнадцать штаммов Nigrospora с использованием филогенетического анализа ITS, tub и TEF локусов были идентифицированы как N. gorlenkoana, впервые выявленный в России. На различных питательных средах проанализированы морфолого-культуральные свойства штаммов N. gorlenkoana. Установлен широкий температурный диапазон 15–25°С оптимальный для роста N. gorlenkoana, что обуславливает его повсеместное распространение в природе. Показана патогенность N. gorlenkoana по отношению к зерновым культурам – длина проростков пшеницы и ячменя под воздействием штаммов гриба снижалась и в среднем составила 48 и 39% от контроля, соответственно.

Ключевые слова

злаковые растения, микромицеты, филогения, патогенность

Список литературы

Гагкаева Т.Ю. Фитопатогенный гриб Fusarium cerealis на территории России // Микология и фитопатология. 2009. Т. 43. № 4. С. 331–342.
Матвиенко Е.В., Кинчарова М.Н. Фитосанитарная экспертиза семян сорго зернового // Современная микология в России. 2020. Т. 8. № 1. С. 337–338.
Новобранова Т.И. Новые виды несовершенных грибов из Алма-Атинской области // Новости систематики низших растений. 1972. Т. 9. С. 180–187.
Рубежняк И.Г. Оценка потенциала синтеза биологически активных веществ штаммами микроскопических грибов // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. 2013. Т. 8. С. 7–11.
Abdullah S., Atrosh H. New records of fungi on wheat grains from Iraq // Sci. J. Univ. Zakho. 2014. V. 2. P. 256‒265.
Aghyl H., Mehrabi-Koushki M., Esfandiari M. New records of the fungal species associated with insects in Iran // J. Appl. Res. Plant Prot. 2022. V. 11. P. 61‒79.
Allam M.E., Yusef H.M. Biotin deficiency in Nigrospora oryzae // Mycopathol. Mycol. Appl. 1974. V. 52. P. 65–74.
Arumugam G., Srinivasan S., Joshi G., Gopal D., Ramalingam K. Production and characterization of bioactive metabolites from piezotolerant deep sea fungus Nigrospora sp. in submerged fermentation // J. Appl. Microbiol. 2015. V. 118. P. 99–111.
Bozoğlu T., Dervis S., Imren M., Amer M., Özdemir F., Paulitz T.C., Morgounov A., Dababat A.A., Özer G. Fungal pathogens associated with crown and root rot of wheat in Central, Eastern, and Southeastern Kazakhstan // J. Fungi. 2022. V. 8. 417.
Carbone I., Kohn L.M. A method for designing primer sets for speciation studies in filamentous ascomycetes // Mycologia. 1999. V. 91. P. 553–556.
Crous P.W., Carnegie A.J., Wingfield M.J., Sharma R., Mughini G., Noordeloos M.E., Santini A., Shouche Y.S., Bezerra J.D.P., Dima B. et al. Fungal planet description sheets: 868–950 // Persoonia. 2019. V. 42. P. 291–473.
Crous P.W., Lombard L., Sandoval-Denis M., Seifert K.A., Schroers H.-J., Chaverri P., Gené J., Guarro J., Hirooka Y., Bensch K. et al. Fusarium: more than a node or a foot-shaped basal cell // Stud. Mycol. 2021. V. 98. P. 1–184.
Cui Y., Wu B., Peng A., Li Z., Ling J., Xiaobing S. First report of Nigrospora leaf blight on sugarcane caused by Nigrospora sphaerica in China // Plant Dis. 2017. V. 102. P. 824.
Eken C., Spanbayev A., Tulegenova Z., Yechshzhanov T. First report of Nigrospora oryzae on wheat in Kazakhstan // Plant Dis. 2016. V. 100. P. 861.
Han Y.Z., Fan Z.W., Wu C.F., Li M.Y., Zhou D.D. First report of nigrospora leaf blight on elephant grass caused by Nigrospora sphaerica in China // Plant Dis. 2019. V. 103. P. 2681.
Hao Y., Aluthmuhandiram J.V.S., Chethana K.W.Th., Manawasinghe I.S., Li X., Liu M., Hyde K.D., Phillips A.J.L., Zhang W. Nigrospora species associated with various hosts from Shandong Peninsula, China // Mycobiology. 2020. V. 48. P. 169–183.
Harwooda J.S., Cutler H.G., Jacyno J.M. Nigrosporolide, a plant growth-inhibiting macrolide from the mould Nigrospora sphaerica // Nat. Prod. Lett. 1995. V. 6. P. 181–185.
Jankowiak R., Stępniewska H., Bilański P., Taerum S. Fungi as potential factors limiting natural regeneration of pedunculate oak (Quercus robur L.) in mixed-species forest stands in Poland // Plant Pathol. 2022. V. 71. P. 805–817.
Kim J.-C., Choi G.J., Park J.-H., Kim H.T., Cho K.Y. Activity against plant pathogenic fungi of phomalactone isolated from Nigrospora sphaerica // Pest. Manag. Sci. 2001. V. 57. P. 554–559.
Krulj J., Bočarov-Stančić A., Krstović S., Igor J., Kojic J., Tomić A., Bodroža-Solarov M. Mycobiota on common wheat (Triticum aestivum) and spelt (Triticum aestivum ssp. spelta) grains from the region of Vojvodina in 2015 // Food Feed Res. 2016. V. 43. P. 1–8.
Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms // Mol. Biol. Evol. 2018. V. 35. P. 1547–1549.
Levic J., Stanković S., Krnjaja V., Tančić Živanov S., Ivanovic D., Bočarov-Stančić A. Relationships of mycobiota on rachides and kernels of wheat // Eur. J. Plant Pathol. 2012. V. 134. P. 149–256.
Lord E., Leclercq M., Boc A., Diallo A.B., Makarenkov V. Armadillo 1.1: An original workflow platform for designing and conducting phylogenetic analysis and simulations // PLoS ONE. 2012. V. 7. e29903.
Martínez-Cano C., Grey W.E., Sands D.C. First report of Arthrinium arundinis causing kernel blight on barley // Plant Dis. 1992. V. 76. P. 1077.
Mason E.W. On species of the genus Nigrospora Zimmermann recorded on monocotyledons // Trans. Br. Mycol. Soc. 1927. V. 12. P. 152–165.
Mavragani D.C., Abdellatif L., McConkey B., Hamel C., Vujanovic V. First report of damping-off of durum wheat caused by Arthrinium sacchari in the semi-arid Saskatchewan fields // Plant Dis. 2007. V. 91. P. 469.
Meepagala K.M., Becnel J.J., Estep A.S. Phomalactone as the active constituent against mosquitoes from Nigrospora spherical // Agricultural Sci. 2015. V. 6. P. 1195–1201.
Moya-Elizondo E., Arismendi N., Castro M.P., Doussoulin H. Distribution and prevalence of crown rot pathogens affecting wheat crops in southern Chile // Chil. J. Agric. Res. 2015. V. 75. P. 78–84.
O’Donnell K., Cigelnik E. Two divergent intragenomic rDNA ITS2 types within a monophyletic lineage of the fungus Fusarium are nonorthologous // Mol. Phylogenet. Evol. 1997. V. 7. P. 103–116.
Oh S.-Y., Yang J.H., Woo J.-J., Oh S.-O., Hur J.-S. Diversity and distribution patterns of endolichenic fungi in Jeju island, South Korea // Sustainability. 2020. V. 12. 3769.
Pan X.-X., Yuan M.-Q., Xiang S.-Y., Ma Y.-M., Zhou M., Zhu Y.-Y., Yang M.-Z. The symbioses of endophytic fungi shaped the metabolic profiles in grape leaves of different varieties // PLoS ONE. 2020. V. 15. e0238734.
Ramesha K.P., Mohana N. C., Nuthan B.R., Rakshith D., Satish S. Antimicrobial metabolite profiling of Nigrospora sphaerica from Adiantum philippense L. // J. Genet. Eng. Biotechnol. 2020. V. 18. P. 66.
Rashmi M., Kushveer J., Sarma V. A worldwide list of endophytic fungi with notes on ecology and diversity // Mycosphere. 2019. V. 10. P. 798–1079.
Rathod D.P., Dar M.A., Gade A.K., Rai M.K. Griseofulvin producing endophytic Nigrospora oryzae from Indian Emblica officinalis gaertn: a new report // Austin. J. Biotechnol. Bioeng. 2014. V. 1. P. 5.
Raza M., Zhang Z.F., Hyde K.D., Diao Y.-Z.,i Cai L. Culturable plant pathogenic fungi associated with sugarcane in southern China // Fun. Div. 2019. V. 99. P. 1–104.
Shabana Y.M., Rashad Y.M., Ghoneem K.M., Arafat N.S., Aseel D.G., Qi A., Richard B., Fitt B.D.L. Biodiversity of pathogenic and toxigenic seed-borne mycoflora of wheat in Egypt and their correlations with weather variables // Biology. 2021. V. 10. P. 1025.
Sharma P., Meena P.D., Chauhan J.S. First report of Nigrospora oryzae (Berk. & Broome) Petch causing stem blight on Brassica juncea in India // J. Phytopathol. 2013. V. 161. P. 439–441.
de Silva N., Maharachchikumbura S., Thambugala K., Bhat D.J., Karunarathna S., Tennakoon D., Phookamsak R., Jayawarden, R., Lumyong S., Hyde K. Morpho-molecular taxonomic studies reveal a high number of endophytic fungi from Magnolia candolli and M. garrettii in China and Thailand // Mycosphere. 2021. V. 12. P. 163–237.
Starratt A.N., Loschiavo S.R. The production of aphidicolin by Nigrospora sphaerica // Can. J. Microbiol. 1974. V. 20. P. 416–417.
Suwannarach N., Kumla J., Nishizak, Y., Sugimoto N., Meerak J., Matsui K., Lumyong S. Optimization and characterization of red pigment production from an endophytic fungus, Nigrospora aurantiaca CMU-ZY2045, and its potential source of natural dye for use in textile dyeing // Appl. Microbiol. Biotech. 2019. V. 103. P. 6973–6987.
Sun X.-P., Xu Y., Cao F., Xu R.-F., Zhang X.-L., Wang C.-Y. Isoechinulin-type alkaloids from a soft coral-derived fungus Nigrospora oryzae // Chem. Natural Compoun, 2014. V. 50. P. 1153–1155.
Waill A.E., Ghoson M.D. Chemical and bioactive metabolites of Humicola and Nigrospora secondary metabolites // J. Pharmaceutics and Pharmacology Res. 2022. V. 5. P. 1.
Wang M., Liu F., Crous P.W., Cai L. Phylogenetic reassessment of Nigrospora: ubiquitous endophytes, plant and human pathogens // Persoonia. 2017. V. 39. P. 118–142.
White T.J., Bruns T., Lee S., Taylor J.W. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics // PCR Protocols: a guide to methods and applications / Eds Innis M.A., Gelfand D.H., Sninsky J.J., White T.J. N.Y.: Academic Press, 1990. P. 315–322.
Wright E.R., Folgado M., Rivera M.C., Crelier A., Vasquez P., Lopez S.E. Nigrospora sphaerica causing leaf spot and twig and shoot blight on blueberry: a new host of the pathogen // Plant Dis. 2008. V. 92. P. 171.
Wu Z., Xie Z., Wu M., Li X., Li W., Ding W., She Z., Li C. New antimicrobial cyclopentenones from Nigrospora sphaerica ZMT05, a fungus derived from Oxya chinensis Thunber // J. Agricultural Food Chem. 2018. V. 66. P. 5368–5372.
Zhang Q.H., Tian L, Zhou L.D., Zhang Y., Li Z.F., Hua H.M., Pei Y.H. Two new compounds from the marine Nigrospora sphaerica // J. Asian Nat. Prod. Res. 2009. V. 11. P. 962–966.