Development of new immunoanalytical test systems for diagnostics of potato blackleg caused by Dickeya spp. bacteria

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Potato blackleg caused by Dickeya spp. bacteria is one of the most important bacterial diseases of potatoes. The rapid spread of this disease in the territory of Russia requires new effective diagnostic tools for the timely detection of infection. To solve this problem, antisera specific to Dickeya spp. were obtained. Polyclonal antibodies isolated from antisera have shown high affinity for the main species of Dickeya spp. ( D. solani, D. dianthicola, D. chrysanthemi, D. dadantii, D. paradisiaca ). Enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) and lateral flow immunoassay (LFIA) test systems have been developed based on specific and high affinity antibodies that were obtained. For ELISA, the detection limit was 0.8 × 105 cells/mL for D. solani and 2 × 104 cells/mL for D. dianthicola . For LFIA, suitable for use in non-laboratory conditions, the detection limit of D. solani was 2 × 105 cells/mL and the analysis time was 15 minutes. When testing potato seed material, LFIA test system confirmed positive results of ELISA determination in 75 % of samples, and negative - in 100 % of samples.

About the authors

Shyatesa Razo

A.N. Bach Institute of Biochemistry, Research Centre of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences; RUDN University

Author for correspondence.
Email: 1042175063@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-4131-3797

PhD candidate, Agrarian and Technological Institute

33 Leninsky Prospect , Moscow, 119071, Russian Federation; 8/2 MiklukhoMaklaya st., Moscow, 117198, Russian Federation

Pavel A. Galushka

Russian Potato Research Center

Email: pavel_galushka@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4680-9684

Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher

23 Lorkh st., Kraskovo, Moscow region, 140051, Russian Federation

Yuri A. Varitsev

Russian Potato Research Center

Email: varyuriy@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2329-7965

Candidate of Biological Sciences, Lead Senior Researcher

23 Lorkh st., Kraskovo, Moscow region, 140051, Russian Federation

Anatoly V. Zherdev

A.N. Bach Institute of Biochemistry, Research Centre of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: zherdev@inbi.ras.ru
ORCID iD: 0000-0003-3008-2839

Candidate of Biological Sciences, Lead Senior Researcher, A.N. Bach Institute of Biochemistry

33 Leninsky Prospect , Moscow, 119071, Russian Federation

Irina V. Safenkova

A.N. Bach Institute of Biochemistry, Research Centre of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: saf-iri@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3621-4321

Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher, A.N. Bach Institute of Biochemistry

33 Leninsky Prospect , Moscow, 119071, Russian Federation

Elena N. Pakina

RUDN University

Email: e-pakina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1647-9138

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Director of Department of Agrobiotechnology, Agrarian and Technological Institute

8/2 MiklukhoMaklaya st., Moscow, 117198, Russian Federation

Boris B. Dzantiev

A.N. Bach Institute of Biochemistry, Research Centre of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: dzantiev@inbi.ras.ru
ORCID iD: 0000-0003-4008-4918

Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of Laboratory, A.N. Bach Institute of Biochemistry

33 Leninsky Prospect , Moscow, 119071, Russian Federation

References

  1. Toth I, Saddler G, Elphinstone J. Investigating the biology and appropriate control of Dickeya species affecting GB potatoes. Kenilworth: Potato Council; 2014.
  2. Stevenson WR, Loria R, Franc GD, Weingartner DP. (eds.) Compendium of potato diseases. 2nd edition. St Paul, Minnesota: APS Press; 2001.
  3. Karlov AN, Zotov VS, Pekhtereva ES, Matveeva EV. Dickeya dianthicola is a new bacterial pathogen of potatoes for Russia. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2010; (3):134—141. (In Russ.).
  4. Ignatov AN, Egorova MS, Khodykina MV. Spread of bacterial and phytoplasma diseases of plants in Russia. Plant protection and quarantine. 2015; (5):6—9. (In Russ.).
  5. Zaitsev IA, Varitsev YA, Lazarev AM, Galushka PA, Varitseva GP. Monitoring of hidden (latent) forms of the spread of pathogens of black leg and ring rot of potatoes in the Russian Federation. In: Agricultural sciences: scientific priorities of scientists. Permian: Evensis publ.; 2016. p.39–56. (In Russ.).
  6. Gill ED, Schaerer S, Dupuis B. Factors impacting blackleg development caused by Dickeya spp. in the field. European Journal of Plant Pathology. 2014; 140(2):317–327. doi: 10.1007/s10658–014–0465-y
  7. Ignatov AN, Panycheva JS, Voronina MV, Vasiliev DM, Dzhalilov FS. Dynamics of species composition of potato pathogens in the European part of the Russian Federation. Potato and vegetables. 2019; (9):28—32. (In Russ.). doi: 10.25630/PAV.2019.57.62.003
  8. Yerokhova MD, Kuznetsova MA. Blackleg of potato is a dangerous disease for national potato growing. Agrarian Science. 2019; 3:44—48. (In Russ.). doi: 10.32634/0869–8155–2019–326–3–44–48
  9. Toth IK, van der Wolf JM, Saddler G, Lojkowska E, Hélias V, Pirhonen M, Tsror L, Elphinstone JG. Dickeya species: an emerging problem for potato production in Europe. Plant Pathology. 2011; 60(3):385—399. doi: 10.1111/j.1365–3059.2011.02427.x
  10. Pritchard L, Humphris S, Saddler GS, Parkinson NM, Bertrand V, Elphinstone JG, Toth IK. Detection of phytopathogens of the genus Dickeya using a PCR primer prediction pipeline for draft bacterial genome sequences. Plant Pathology. 2013; 62(3):587—596. doi: 10.1111/j.13653059.2012.02678.x
  11. Varitsev YA, Belov GL, Uskov AI, Varitseva GP, Zavriev SK, Arshava NV et al. Metodicheskie ukazaniya po diagnostike vozbuditelei chernoi nozhki (Erwinia carotovora (Jones) Bergey et al.) i kol’tsevoi gnili kartofelya (Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Spieck. Et Kotth.) Skaptasson et Burk.) metodami immunofermentnogo analiza, immunofluores-tsentnoi mikroskopii i polimeraznoi tsepnoi reaktsii [Methodological guidelines for the diagnosis of causative agents of black leg (Erwinia carotovora (Jones) Bergey et al.) and ring rot of potatoes (Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Spieck. Et Kotth.) Skaptasson et Burk.) by enzyme-linked immunosorbent assay, immuno-microscopy and polymerase chain reaction]. Moscow: Russian Research Institute of Potato Economy publ.; 2003. (In Russ.).
  12. Frens G. Controlled nucleation for the regulation of the particle size in monodisperse gold suspensions. Nature Physical Science. 1973; 241(105):20—22. doi: 10.1038/physci241020a0
  13. Byzova NA, Safenkova IV, Chirkov SN, Zherdev AV, Blintsov AN, Dzantiev BB, Atabekov IG. Development of immunochromatographic test systems for express detection of plant viruses. Applied Biochemisty and Microbiology. 2009; 45 (2): 204—209. doi: 10.1134/S000368380902015X
  14. Safenkova IV, Zaitsev IA, Varitsev YA, Byzova NA, Drenova NV, Zherdev AV, Dzantiev BB. Development of a lateral flow immunoassay for rapid diagnosis of potato blackleg caused by Dickeya species. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2017; 409(7):1915—1927. doi: 10.1007/s00216–016–0140–6
  15. Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification. GOST 33996–2016. Seed potatoes. Specifications and methods of determining the quality. Moscow: Standartinform publ.; 2020. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».