Везде

ОСХН Российская сельскохозяйственная наука Russian Agricultural Sciences

  • ISSN (Print) 2500-2627
  • ISSN (Online) 3034-5820

Видовой состав возбудителей септориозов зерновых культур и идентификация генов-эффекторов в популяциях Parastagonospora spp. На территории Краснодарского края и Ленинградской области РФ

Вы можете
Код статьи
10.31857/S2500262724030101-1
DOI
10.31857/S2500262724030101
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Зеленева Ю. В.
  • Должность: доктор биологических наук
  • Аффилиация: Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений
Аблова И. Б.
  • Должность: кандидат сельскохозяйственных наук
  • Аффилиация: Национальный центр зерна им. П. П. Лукьяненко
Том/ Выпуск
Том / Номер выпуска 3
Страницы
50-55
Аннотация
Исследования проводили с целью уточнения видового состава возбудителей септориоза пшеницы и характеристики популяций Parastagonospora nodorum и P. pseudonodorum на наличие генов-эффекторов Tox1, Tox3, ToxA и Tox267 для создания искусственных инфекционных фонов и выявления источников и доноров устойчивости к листовым пятнистостям. Работу выполняли в условиях Краснодарского края и Ленинградской области. Материалом для исследования служили собранные в 2023 г. образцы пораженных растений. Доминировал вид Zymoseptoria tritici, обнаруженный на всех растительных образцах (встречаемость 100 %). P. nodorum и P. pseudonodorum отмечали реже. В Ленинградской области встречаемость P. nodorum составила 80 %, P. pseudonodorum – 60 %, в Краснодарском крае – 11,76 и 35,29 % соответственно. В работе впервые использовали пару праймеров SnTox2DONRF/SnTox2DONRS для тестирования российских популяций Parastagonospora spp. на наличие гена Tox267. Молекулярный скрининг выявил гены ToxA и Tox1 у P. nodorum и P. pseudonodorum, а также гены Tox3 и Tox267 только у P. nodorum. Среди изученных 28 изолятов P. nodorum наличие гена ToxA обнаружено у 29 % (8 изолятов из Краснодарского края). Ген Tox1 отмечен у 32 % (5 изолятов из Ленинградской области и 4 из Краснодарского края). Ген Tox3 идентифицирован у 64 % (8 изолятов из Краснодарского края и 10 из Ленинградской области). Ген Tox 276 удалось обнаружить только в генотипе 8 изолятов из Краснодарского края, что составило 29 % от изученных. Среди 87 изолятов P. pseudonodorum в генотипе 5 % идентифицирован ген ToxA (4 изолята из Краснодарского края) и 23 % Tox1 (17 изолятов из Ленинградской области и 3 из Краснодарского края).
Ключевые слова
P. nodorum P. pseudonodorum Tox1 Tox267 Tox3 ToxA Z. tritici молекулярно-генетический анализ ПЦР пшеница тритикале фитопатогенные грибы
Дата публикации
16.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
10

Библиография

  1. 1. Threats to global food security from emerging fungal and oomycete crop pathogens / H. N. Fones, D. P. Bebber, T. M. Chaloner, et al. // Nat Food. 2020. Vol. 1. P. 332–342. doi: 10.1038/s43016-020-0075-0.
  2. 2. Plotnikova L., Sagendykova A., Pozherukova V. The Use of Genetic Material of Tall Wheatgrass to Protect Common Wheat from Septoria Blotch in Western Siberia // Agriculture. 2023. Vol. 13. No. 1. Article 203. URL: https://www.mdpi.com/2077-0472/13/1/203 (дата обращения: 12.03.2024). doi: 10.3390/agriculture13010203.
  3. 3. Характеристика перспективных сортов пшеницы (Triticum aestivum L.), допущенных к возделыванию в Нижневолжском регионе, по устойчивости к возбудителям пиренофорозной и темно-бурой пятнистости / Э. А. Конькова, С. В. Лящева, Ю. В. Зеленева и др. // Сельскохозяйственная биология. 2023. № 58 (5). С. 852–863. doi: 10.15389/agrobiology.2023.5.852rus.
  4. 4. Petit-Houdenot Y., Lebrun M. H., Scalliet G. Understanding plant-pathogen interactions in Septoria tritici blotch infection of cereals // Achieving durable disease resistance in cereals. London, UK: Burleigh Dodds Science Publishing, 2021. P. 263–302. doi: 10.19103/AS.2021.0092.10.
  5. 5. Temporal Changes in Sensitivity of Zymoseptoria tritici Field Populations to Different Fungicidal Modes of Action / T. Birr, M. Hasler, J.-A. Verreet, et al. // Agriculture. 2021. Vol. 11. No. 3. Article 269. URL: https://www.mdpi.com/2077-0472/11/3/269 (дата обращения: 12.03.2024). doi: 10.3390/agriculture11030269.
  6. 6. Fones H., Gurr S. The impact of Septoria tritici blotch disease on wheat: An EU perspective // Fungal Genet Biol. 2015. Vol. 79. P. 3–7. doi: 10.1016/j.fgb.2015.04.004.
  7. 7. 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. № 56 (6). С. 441–447. doi: 10.31857/S0026364822060113.
  8. 8. Hyperspectral Non-Imaging Measurements and Perceptron Neural Network for Pre-Harvesting Assessment of Damage Degree Caused by Septoria/Stagonospora Blotch Diseases of Wheat / S. V. Zhelezova, E. V. Pakholkova, V. E. Veller, et al. // Agronomy. 2023. Vol. 13. No. 4. Article 1045. URL: https://www.mdpi.com/2073-4395/13/4/1045 (дата обращения: 12.03.2024). doi: 10.3390/agronomy13041045.
  9. 9. 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.
  10. 10. Understanding yield loss and pathogen biology to improve disease management: Septoria nodorum blotch – a case study in wheat / A. Ficke, C. Cowger, G. Bergstrom, et al.// Plant Disease. 2018. Vol. 102. No. 4. P. 696–707. doi: 10.1094/PDIS-09-17-1375-FE.
  11. 11. Genetics of resistance to Septoria nodorum blotch in wheat / A. R. P. Haugrud, Z. Zhang, T. L. Friesen, et al. // Theoretical and Applied Genetics. 2022. Vol. 135. No. 11. P. 3685–3707. doi: 10.1007/s00122-022-04036-9.
  12. 12. The Necrotrophic Pathogen Parastagonospora nodorum Is a Master Manipulator of Wheat Defense / G. K. Kariyawasam, A. C. Nelson, S. J. Williams, et al. // Mol Plant Microbe Interact. 2023. Vol. 36. No. 12. P. 764–773. doi: 10.1094/MPMI-05-23-0067-IRW.
  13. 13. A unique wheat disease resistance‐like gene governs effector‐triggered susceptibility to necrotrophic pathogens / J. D. Faris, Z. Zhang, H. Lu, et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences, USA. 2010. Vol. 107. No. 30. P. 13544–13549. doi: 10.1073/pnas.1004090107.
  14. 14. The hijacking of a receptor kinase‐driven pathway by a wheat fungal pathogen leads to disease / G. Shi, Z. Zhang, T. L. Friesen, et al. // Science Advances. 2016. Vol. 2. No. 10. Article e1600822. URL: https://www.science.org/ doi/10.1126/sciadv.1600822 (дата обращения: 12.03.2024). doi: 10.1126/sciadv.1600822.
  15. 15. Friesen T. L., Meinhardt S. W., Faris J. D. The Stagonospora nodorum‐wheat pathosystem involves multiple proteinaceous host‐selective toxins and corresponding host sensitivity genes that interact in an inverse gene‐for‐gene manner // The Plant Journal. 2007. Vol. 51. No. 4. P. 681–692. doi: 10.1111/j.1365-313X.2007.03166.x.
  16. 16. Characterization of the interaction of a novel Stagonospora nodorum host‐selective toxin with a wheat susceptibility gene / T. L. Friesen, Z. Zhang, P. S. Solomon, et al. // Plant physiology. 2008. Vol. 146. No. 2. P. 682–693. doi: 10.1104/pp.107.108761.
  17. 17. A protein kinase‐major sperm protein gene hijacked by a necrotrophic fungal pathogen triggers disease susceptibility in wheat / Z. Zhang, K. L. D. Running, S. Seneviratne, et al. // The Plant Journal. 2021. Vol. 106. No. 3. P. 720–732. doi: 10.1111/tpj.15194.
  18. 18. Identification and characterization of a novel host‐toxin interaction in the wheat‐Stagonospora nodorum pathosystem / N. S. Abeysekara, T. L. Friesen, B. Keller, et al. // Theoretical and Applied Genetics. 2009. Vol. 120. No. 1. P. 117–126. doi: 10.1007/s00122-009-1163-6.
  19. 19. SnTox5‐Snn5: a novel Stagonospora nodorum effector‐wheat gene interaction and its relationship with the SnToxA‐Tsn1 and SnTox3‐Snn3‐B1 interactions / T. L. Friesen, C. Chu, S. S. Xu, et al. // Molecular Plant Pathology. 2012. Vol. 13. No. 9. P. 1101–1109. doi: 10.1111/j.1364-3703.2012.00819.x.
  20. 20. Identification and characterization of the SnTox6‐Snn6 interaction in the Parastagonospora nodorum–wheat pathosystem / Y. Gao, J. D. Faris, Z. Liu, et al.// Molecular Plant–Microbe Interactions. 2015. Vol. 28. No. 5. P. 615–625. doi: 10.1094/MPMI-12-14-0396-R.
  21. 21. The wheat Snn7 gene confers susceptibility on recognition of the Parastagonospora nodorum necrotrophic effector SnTox7 / G. Shi, T. L. Friesen, J. Saini, et al. // The Plant Genome‐US. 2015. Vol. 8. No. 2. URL: https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.3835/plantgenome2015.02.0007 (дата обращения: 12.03.2024). doi: 10.3835/plantgenome2015.02.0007.
  22. 22. A triple threat: the Parastagonospora nodorum Sn Tox267 effector exploits three distinct host genetic factors to cause disease in wheat / J. K. Richards, G. K. Kariyawasam, S. Seneviratne, et al. // New Phytologist. 2022. Vol. 233. No. 1. P. 427–442. doi: 10.1111/nph.17601.
  23. 23. Friesen T. L., Faris J. D. Characterization of effector–target interactions in necrotrophic pathosystems reveals trends and variation in host manipulation // Annual Review of Phytopathology. 2021. Vol. 59. P. 77–98. doi: 10.1146/annurev-phyto-120320-012807.
  24. 24. Методы оценки устойчивости селекционного материала и сортов пшеницы к септориозу: метод. указ. / Г. В. Пыжикова, А. А. Санина, Л. М. Супрун и др. М.: ВНИИ фитопатологии, 1989. 43 с.
  25. 25. Коломиец Т. М., Пахолкова Е. В., Дубовая Л. П. Отбор исходного материала для создания сортов пшеницы с длительной устойчивостью к септориозу (рекомендации). М.: Печатный город, 2017. 56 с.
  26. 26. Doyle J. J., Doyle J. L. Isolation of plant DNA from fresh tissue // Focus. 1990. Vol. 12. No. 1. P. 13–15.
  27. 27. 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.
  28. 28. Zeleneva I. V., Sudnikova V. P., Afanasenko O. S. Influence of Agroclimatic Conditions, Life Form, and Host Species on the Species Complex of Wheat Septoria Pathogens // Biology Bulletin. 2021. Vol. 48. No. 10. P. 1806–1812. doi: 10.1134/S1062359021100277.
  29. 29. Зеленева Ю. В., Конькова Э. А. Устойчивость сортов мягкой пшеницы, возделываемых на территории Саратовской области, к возбудителям септориозных пятнистостей // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023. № 27 (6). С. 582–590. doi: 10.18699/VJGB-23-70.
  30. 30. Kovalenko N. M., Zeleneva Yu. V., Sudnikova V. P. Characterization of Pyrenophora tritici-repentis, Parastagonospora nodorum, and Parastagonospora pseudonodorum in the Tambov Oblast for the Presence of Effector Genes // Russian Agricultural Sciences. 2023. Vol. 49. No. 3. P. 285–291. doi: 10.3103/S1068367423030114.
  31. 31. 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. № 49 (5). С. 325–329.
  32. 32. SnTox1, a Parastagonospora nodorum necrotrophic effector, is a dual‐function protein that facilitates infection while protecting from wheat‐produced chitinases / Z. Liu, Y. Gao, Y. M. Kim, et al.// New Phytologist. 2016. Vol. 211. No. 3. P. 1052–1064. doi: 10.1111/nph.13959.
  33. 33. Молекулярная идентификация, гены-эффекторы и вирулентность изолятов гриба Parastagonospora nodorum из Алтайского края (Россия) / Ю. В. Зеленева, Ф. Б. Ганнибал, И. А. Казарцев и др. // Микология и фитопатология. 2023. № 57(5). С. 362–371. doi: 10.31857/S0026364823050124.
  34. 34. The discovery of the virulence gene ToxA in the wheat and barley pathogen Bipolaris sorokiniana / M. C. McDonald, D. Ahren, S. Simpfendorfer, et al. // Molecular Plant Pathology. 2018. Vol. 19. No. 2. P. 432–439. doi: 10.1111/mpp.12535.
  35. 35. ToxA–Tsn1 interaction for spot blotch susceptibility in Indian wheat: an example of inverse genefor-gene relationship / S. Navathe, P. S. Yadav, R. Chand, et al. // Plant Disease. 2020. Vol. 104. No. 1. P. 71–81. doi: 10.1094/PDIS-05-19-1066-RE.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека