Идентификация Pseudomonas fuscovaginae, Pseudomonas syringae и Xanthomonas translucens в зерне пшеницы методом ПЦР
- Авторы: Мувинги М.1, Словарева О.Ю.2, Заргар М.1
-
Учреждения:
- Российский университет дружбы народов
- Всероссийский центр карантина растений
- Выпуск: Том 17, № 4 (2022)
- Страницы: 473-483
- Раздел: Защита растений
- URL: https://journals.rcsi.science/2312-797X/article/view/315617
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-797X-2022-17-4-473-483
- ID: 315617
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Фитосанитарными требованиями крупнейших импортеров российского зерна - Е гипта, Турции, Бангладеша, Нигерии и Пакистана - регулируются возбудители бактериозов зерновых культур Pseudomonas fuscovaginae, Pseudomonas syringae и Xanthomonas translucens , что вызывает необходимость в разработке быстрых методов их диагностики. Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), зарекомендовавший себя в испытательных лабораториях как самый быстрый и надежный, требует оптимальной подготовки тестируемого материала. Цель исследования - оптимизация процесса подготовки проб семян для последующего выявления и идентификации P. fuscovaginae , P. syringae и X. translucens методом ПЦР. Образцы зерна пшеницы замачивали в фосфатно-солевом буфере (PBS) в течение 2 часов и заражали суспензиями культур P. fuscovaginae , P. syringae pv. coronafaciens и X. translucens в различных концентрациях. Затем зараженные образцы зерна измельчали и подвергали двухэтапному центрифугированию. Из полученных аналитических проб выделяли ДНК и проводили видоспецифичную для каждого вида бактерий ПЦР. В результате установлено, что двухчасового замачивания семян и их обработки гомогенизатором достаточно, чтобы эффективно разрушить каждое зерно в пробе и обеспечить выход бактерий в жидкую часть пробы. Первое низкоскоростное центрифугирование позволило эффективно осадить измельченное зерно и удалить лишний крахмал из надосадочной жидкости. Высокоскоростное центрифугирование надосадочной жидкости позволило получить концентрированную микробиоту, содержащуюся в образце зерна. Использование набора для выделения ДНК «Проба-ГС», АгроДиагностика (Россия) позволило получить ДНК достаточного качества для проведения ПЦР. С помощью набора Pseudomonas fuscovaginae-РВ, Синтол (Россия) и праймеров PsyF/PsyR и 4F1/4R 1 успешно обнаружена ДНК P. Fuscovaginae, P. syringae и X. translucens соответственно в каждом из зараженных этими бактериями образце в концентрациях 103 КОЕ/мл. Отмечено отсутствие ингибирования ПЦР при использовании изложенных методов подготовки проб и тестирования. Метод удаления крахмала из проб для молекулярной диагностики фитопатогенов, насколько нам известно, использовался впервые. Применение использованных в работе методов позволит проводить диагностику значимых для экспорта зерна возбудителей бактериозов в течение одного дня.
Об авторах
Муфаро Мувинги
Российский университет дружбы народов
Автор, ответственный за переписку.
Email: mufaromuvingi@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7700-1296
аспирант агробиотехнологического департамента aграрно-технологического института
Российская Федерация, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6Ольга Юрьевна Словарева
Всероссийский центр карантина растений
Email: slovareva.olga@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6022-5955
кандидат биологических наук, младший научный сотрудник отдела организации межлабораторных сличительных испытаний
Российская Федерация, 140150, Московская область, г. Раменское, р. п. Быково, ул. Пограничная, д. 32Мейсам Заргар
Российский университет дружбы народов
Email: zargar-m@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5208-0861
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент агробиотехнологического департамента аграрно-технологического института
Российская Федерация, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6Список литературы
- Agapkin AM, Makhotina IA. The grain market of Russia. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2021; 839(2):022023. doi: 10.1088/1755-1315/839/2/022023
- Xie G, Cui Z, Tao Z, Qiu H, Liu H, Ibrahim M, Zhu B, Jin G, Sun G, Almoneafy A, Li B. Genome sequence of the rice pathogen Pseudomonas fuscovaginae CB 98818. J Bacteriol. 2012;194(19):5479-80. doi: 10.1128/JB.01273-12
- Khojasteh M, Taghavi SM, Khodaygan P, Hamzehzarghani H, Chen G, Bragard C, Koebnik R, Osdaghi E. Molecular typing reveals high genetic diversity of Xanthomonas translucens strains infecting small-grain cereals in Iran. Appl Environ Microbiol. 2019;85(20): e01518-19. doi: 10.1128/AEM.01518-19
- Tambong JT. Bacterial Pathogens of Wheat: Symptoms, Distribution, Identification, and Taxonomy. In: Ansari M. (ed.) Wheat - Recent Advances. IntechOpen; 2022. doi: 10.5772/intechopen.102855
- González D, Corzo-Lopez M, Márquez OP, Cruz A, Martínez B, Martínez, Y. Characterization and diagnosis of Pseudomonas fuscovaginae Miyajima, Tanii and Akita, causal agent of the Brown Sheath Rot in rice. Biotecnología Aplicada. 2017;34(2):2101-2108.
- An JH, Noh YH, Kim YE, Lee HI, Cha JS. Development of PCR and TaqMan PCR assays to detect Pseudomonas coronafaciens, a causal agent of halo blight of oats. Plant Pathology. 2015;31(1):25-32. doi: 10.5423/PPJ.OA.09.2014.0096
- Iqbal MA, Ullah I, Shahbaz MU, Kamran M, Saleem K. Biochemical and molecular identification of Xanthomonas translucens pv. undulosa causing bacterial leaf streak of wheat in Punjab, Pakistan. Archives of Phytopathology and Plant Protection. 2014;47(4):417-424. doi: 10.1080/03235408.2013.811030
- Adorada DL, Stodart BJ, Pangga IB, Ash GJ. Implications of bacterial contaminated seed lots and endophytic colonization by Pseudomonas fuscovaginae on rice establishment. Plant Pathology. 2015;64(1):43-50. doi: 10.1111/ppa.12243
- Verma A, Agrawal K. Location and histopathology of seed-borne bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. pisi carried by pea seeds. Journal of Applied Biology and Biotechnology. 2018;6(1):20-22. doi: 10.7324/JABB.2018.60104
- Valencia-Botín AJ, Cisneros-Opez ME. A Review of the studies and interactions of Pseudomonas syringae pathovars on wheat. International Journal of Agronomy. 2012;2012:692350. doi: 10.1155/2012/692350
- Moon YJ, Lee SY, Oh SW. A Review of isothermal amplification methods and food-origin inhibitors against detecting food-borne pathogens. Foods. 2022;11(3):322. doi: 10.3390/foods11030322
- Mizuno S, Sakurai T, Nabasama M, Kawakami K, Hiroe A, Taguchi S, Tsuge T. The influence of medium composition on the microbial secretory production of hydroxyalkanoate oligomers. General Applied Microbiology. 2021;67(4):134-141. doi: 10.2323/jgam.2020.09.002
- Slovareva OY. Detection and identification of wheat and barley pathogens in the Russian Federation. Microbiology Independent Research Journal. 2020;7(1):13-23. doi: 10.18527/2500-2236-2020-7-1-13-23
- Guilbaud C, Morris CE, Barakat M, Ortet P, Berge O. Isolation and identification of Pseudomonas syringae facilitated by a PCR targeting the whole P. syringae group. FEMS Microbiology Ecology. 2016;92(1): fiv146. doi: 10.1093/femsec/fiv146
- Slovareva OY, Starikova EV, Muvingi M. Development of new PCR tests for diagnostics of the agent of bacterial leaf streak of wheat Xanthomonas translucens. Plant Health and Quarantine. 2021;2(6):37-49. (In Russ.).
Дополнительные файлы
