Характеристика популяций Pyrenophora tritici-repentis, Parastagonospora nodorum и Parastagonospora pseudonodorum на территории Тамбовской области по наличию генов-эффекторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования проводили с целью характеристики популяций Pyrenophora tritici-repentis, Parastagonospora nodorum и Parastagonospora pseudonodorum на территории Тамбовской области на наличие генов-эффекторов Tox1, Tox3, ToxA и ToxВ с использованием связанных с ними молекулярных маркеров. Инфекционные образцы отобраны в 2022 г. с листьев яровой и озимой пшеницы, выращенной на участке, расположенном в северо-восточной части Центрально-Черноземного региона. Предшественник - чистый пар. Виды P. nodorum и P. pseudonodorum отмечены на сортах яровой пшеницы в конце вегетации растений. Гриб P. tritici-repentis поразил сорта как озимой, так и яровой пшеницы. C использованием молекулярных маркеров, проведена идентификация генов, кодирующих NEs у 68 изолятов гриба P. tritici-repentis с 19 сортов озимой пшеницы, 100 изолятов вида P. nodorum с 10 сортов яровой пшеницы и 70 изолятов P. pseudonodorum с 7 сортов яровой пшеницы. Среди изученных изолятов P. nodorum отмечены как единичные гены Tox1, Tox3 и ToxА, так и сочетания по два гена в одном генотипе. В генотипе изолятов P. pseudonodorum не отмечено присутствие гена ToxА. Выявлены изоляты грибов, генотипы которых несут Tox1 и/или Tox3. Ген ToxB в изученной популяции P. tritici-repentis не выявлен, тогда как ToxА был широко представлен. Встречаемость в популяции P. nodorum генов ToxА составила 30 %, Tox1 - 20 %, Tox3 - 30 %; в популяции P. pseudonodorum отмечали Tox1 - 57,1 % и Tox3 - 30 %; в популяции P. tritici-repentis был представлен ToxА - 76,5 %. Штаммы P. tritici-repentis, P. nodorum и P. pseudonodorum, охарактеризованные по наличию генов-эффекторов, будут использованы при создании искусственных инфекционных фонов для выявления источников и доноров устойчивости к листовым пятнистостям.

Об авторах

Н. М Коваленко

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: info@vizr.spb.ru
196608, Санкт-Петербург, Пушкин, ш. Подбельского, 3

Ю. В Зеленева

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

196608, Санкт-Петербург, Пушкин, ш. Подбельского, 3

В. П Судникова

Среднерусский филиал Федерального научного центра им. И. В. Мичурина

Email: tmbsnifs@mail.ru
392553, Тамбовская обл., Тамбовский р-н., пос. Новая Жизнь, ул. Молодежная, 1

Список литературы

  1. Обзор фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур в Тамбовской области в 2021 году и прогноз развития вредных организмов в 2022 году / сост. Н. П. Сдвижков, О. И. Илларионова, М. В. Савенкова и др. Тамбов: ООО "Издательский дом "Тамбов", 2022. 134 с.
  2. Genome-scale phylogenies reveal relationships among Parastagonospora species infecting domesticated and wild grasses / D. Croll, P. W. Crous, D. Pereira et al. // Persoonia. 2021. Vol. 46. P. 116-128. doi: 10.3767/ persoonia.2021.46.04.
  3. Видовой состав возбудителей септориозов пшеницы в европейской части России и идентификация генов-эффекторов SnToxA, SnTox1 и SnTox3 / Ю. В. Зеленева, И. Б. Аблова, В. П. Судникова и др. // Микология и фитопатология. 2022. Т. 56. № 6. С. 441-447. doi: 10.31857/S0026364822060113.
  4. Novel sources of resistance to Septoria nodorum blotch in the Vavilov wheat collection identified by genome-wide association studies / H.T.T. Phan, K. Rybak, S. Bertazzoni et al. // Theor Appl Genet. 2018. Vol. 131, P. 1223-1238. doi: 10.1007/s00122-018-3073-y.
  5. Pyrenophora tritici-repentis: a plant pathogenic fungus with global impact. In: Genomics of plant-associated fungi: monocot pathogens / Ciuffetti L. M., Manning V. A., Pandelova I. et al. / Dean RA, Lichens-Park A, Kole C (eds). Berlin: Springer, 2014. P. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-662-44053-7_1(дата обращения: 03.03.2023). doi: 10.1007/978-3- 662-44053-7_1.
  6. Impact of crop rotation and soil tillage on the severity of winter wheat leaf blotches / B. Bankina, G. Bimsteine, I. Arhipova et al. // Rural Sustain Res. 2021. Vol. 45. No.340. P. 21-27. doi: org/10.2478/plua-2021-0004.
  7. Ким Ю. С., Волкова Г. В. Желтая пятнистость листьев пшеницы: распространение, вредоносность, расовый состав (обзор) // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 2 (50). С. 105-116. doi: 10.18286/1816-4501-2020-2-105-116.
  8. Михайлова Л. А., Мироненко Н. В., Коваленко Н. М. Желтая пятнистость пшеницы. Методические указания по изучению возбудителя желтой пятнистости Pyrenophora tritici- repentis и устойчивости сортов., СПб: ВИЗР, 2012. 64 с.
  9. Vistas of tan spot research / E. D. de Wolf, R. J. Effertz, S. Ali, et al. // Can J Plant Pathol. 1998. Vol. 20. No. 4. P. 349-370. doi: 10.1080/07060669809500404.
  10. Ali S., Francl L. J. Population race structure of Pyrenophora tritici-repentis. Prevalent on wheat and noncereal grasses in the great plains // Plant Dis. 2003. Vol. 87. No. 4. P. 418-422. doi: 10.1094/ pdis.2003.87.4.418.
  11. Ciuffetti L. M., Tuori R. P., Gaventa J. M. A single gene encodes a selective toxin causal to the development of tan spot of wheat // Plant Cell. 1997. Vol. 9. Np. 2. P. 135-144. doi: 10.1105/tpc.9.2.135.
  12. Strelkov S. E., Lamari L., Ballance G. M. Characterization of a host-specific protein toxin (Ptr ToxB) from Pyrenophora tritici-repentis // Mol Plant-Microbe Interact. 1999. Vol. 12. No. 8. P. 728-732. doi: 10.1094/ MPMI.1999.12.8.728.
  13. Identification of a chlorosis-inducing toxin from Pyrenophora tritici-repentis and the chromosomal location of an insensitivity locus in wheat / R. J. Effertz, S. W. Meinhardt, J. Anderson, et al. // Phytopathology. 2002. Vol. 92. No. 5. P. 527-533. doi: 10.1094/ PHYTO.2002.92.5.527.
  14. Phenotypical and genotypical characterization of Pyrenophora tritici-repentis races in Brazil / V. V. Bertagnolli, J. R. Ferreira, Z. Liu, et al. // Eur J Plant Pathol. 2019. Vol. 154. No. 4. P. 995-1007. doi: 10.1016/j.fgb.2017.10.004.
  15. Characterization of the ToxB gene from Pyrenophora tritici-repentis /j. P. Martinez, S. A. Ottum, S. Ali, et al. // Mol Plant-Microbe Interact. 2001. Vol. 14. No. 5. P. 675-677. doi: 10.1094/MPMI.2001.14.5.675.
  16. Martinez J. P., Oesch N. W., Ciuffetti L. M. Characterizati on of the multiple-copy host-selective toxin gene, ToxB, in pathogenic and nonpathogenic isolates of Pyrenophora tritici-repentis // Mol. Plant-Microbe Interact. 2004. Vol. 17. P. 467-474. doi: 10.1094/MPMI.2004.17.5.467.
  17. Kim Y. M., Strelkov S. Heterologous expression and activity of Ptr ToxB from virulent and avirulent isolates of Pyrenophora tritici-repentis // Can J Plant Pathol. 2007. Vol. 29. No. 3. P. 232-242. doi: 10.1080/07060660709507465.
  18. Duba A., Goriewa-Duba K., Wachowska U. A review of the interactions between wheat and wheat pathogens: Zymoseptoria tritici, Fusarium spp. and Parastagonospora nodorum // Int. J. Mol. Sci. 2018. Vol. Article 1138. URL: https://www.mdpi.com/1422-0067/19/4/1138. (дата обращения: 03.03.2023). doi: 10.3390/ijms19041138.
  19. A triple threat: the Parastagonospora nodorum SnTox267 effector exploits three distinct host genetic factors to cause disease in wheat / Richards J. K., Kariyawasam G. K., Seneviratne S., et al. // New Phytol. 2022. Vol. 233. No. 1. P. 427-442. doi: 10.1111/ nph.17601.
  20. Friesen T. L., Faris J. D. Characterization of Effector- Target Interactions in Necrotrophic Pathosystems Reveals Trends and Variation in Host Manipulation // Annu Rev Phytopathol. 2021. Vol. 59. P. 77-98. doi: 10.1146/annurev-phyto-120320-012807.
  21. Diversity in morphotypes and necrotrophic effectors (Nes) of Pyrenophora tritici-repentis strains in Latvia and Belarus /j. Kaņeps, I. Moroсko-Biсevska, B. Bankina, et al. // Cereal research communications. 2022. Vol. 50. P. 1037-1043. doi: 10.1007/s42976-022-00255-4.
  22. Коломиец Т. М., Пахолкова Е. В. Дубовая Л. П. Отбор исходного материала для создания сортов пшеницы с длительной устойчивостью к септориозу. М.: Печатный город, 2017. 56 с.
  23. Doyle J. J., Doyle J. L. Isolation of plant DNA from fresh tissue // Focus. 1990. Vol. 12. P. 13-15.
  24. Identification and characterization of the SnTox6-Snn6 interaction in the Parastagonospora nodorum - wheat pathosystem / Y. Gao, J. D. Faris, Z. Liu, et al. // Mol. Plant Microbe Interact. 2015. Vol. 28. P. 615-625. doi: 10.1094/MPMI-12-14-0396-R.
  25. Andrie R. M., Pandelova I., Ciuffetti L. M. A combination of phenotypic and genotypic characterization strengthens Pyrenophora tritici-repentis race identification // Phytopathology. 2007. Vol. 97. P. 694-701. doi: 10.1094/PHYTO-97-6-0694.
  26. Ubiquity of ToxA and absence of ToxB in Australian populations of Pyrenophora tritici-repentis / E. A. Antoni, K. Rybak, M. P. Tucker et al. // Australasian Plant Pathology. 2010. P. 39. P. 63-68. doi: 10.1071/AP09056.
  27. Мироненко Н. В., Орина А. С., Коваленко Н. М. Генетический полиморфизм ядер штаммов Pyrenophora tritici-repentis по генам-эффекторам ToxA и ToxB // Генетика. 2021. Т. 57. № 5. С. 528-535. doi: 10.31857/S0016675821040093.
  28. Частота гена ToxА в популяциях Pyrenophora tritici- repentis на Северном Кавказе и северо-западе России / Н. В. Мироненко, О. А. Баранова, Н. М. Коваленко и др. // Микология и фитопатология. 2015. Т. 49.№ 5. С. 325-329.
  29. Мироненко Н. В., Коваленко Н. М., Баранова О. А. Характеристика географически отдаленных популяций Pyrenophora tritici- repentis по вирулентности и генам токсинообразования ToxA и ToxB // Вестник защиты растений. 2019. № 1 (99).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

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».