Идентификация Pseudomonas fuscovaginae, Pseudomonas syringae и Xanthomonas translucens в зерне пшеницы методом ПЦР

Обложка

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. 6

Ольга 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. 32

Мейсам 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. 6

Список литературы

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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.
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 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».