Обнаружение фитоплазмы группы 16SRXXI в сосне обыкновенной и сосне горной

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Одна из причин ухудшения состояния древостоя хвойных в ряде стран Европы связана с инфицированностью их фитоплазмами — облигатными внутриклеточными патогенами — бактериями, лишенными клеточной стенки. Цель работы — выявить наличие фитоплазменной инфекции в образцах хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и сосны горной (Pinus mugo Turra), собранных в Московской и Самарской областях и имевших характерные симптомы заболевания, а также определить таксономическую принадлежность фитоплазмы. Для обнаружения фитоплазмы использовали прямую и вложенную ПЦР с парами праймеров P1/16S-Sr и R16F2n/R16R2 соответственно. ДНК фитоплазмы была обнаружена в шести из семи экземпляров сосны, включая бессимптомную. Анализ полиморфизма длины рестрикционных фрагментов после обработки ампликонов ДНК эндонуклеазами рестрикции AluI, MseI, HhaI, HpaII, HaeIII, RsaI и TaqI свидетельствовал о сходстве российских штаммов фитоплазмы сосны обыкновенной и сосны горной с литовскими штаммами PineLRN и PineBLD фитоплазмы сосны горной (GenBank Accession Number MK089821 и MK089819 соответственно), идентифицированной как ‘Candidatus Phytoplasma pini’ (подгруппа 16SrXXI-А). Фитоплазма, родственная этому виду, зарегистрирована на территории Российской Федерации впервые.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Гирсова

Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: kastalyeva@yandex.ru
Россия, ул. Институт, влд. 5, р. п. Большие Вяземы, Одинцовский р-он, Московская область, 143050

Д. З. Богоутдинов

Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии

Email: kastalyeva@yandex.ru
Россия, ул. Институт, влд. 5, р. п. Большие Вяземы, Одинцовский р-он, Московская область, 143050

А. Г. Молчанов

Институт лесоведения РАН

Email: kastalyeva@yandex.ru
ул. Советская, д. 21, с. Успенское, г. Одинцово, 143030

Т. Б. Кастальева

Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии

Email: kastalyeva@yandex.ru
Россия, ул. Институт, влд. 5, р. п. Большие Вяземы, Одинцовский р-он, Московская область, 143050

Список литературы

  1. Кастальева Т.Б., Богоутдинов Д.З, Боттнер-Паркер К.Д., Гирсова Н.В., Ли. И.-М. О разнообразии фитоплазмозов сельскохозяйственных культур в России: патогены и их переносчики // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 3. С. 367–375. doi: 10.15389/agrobiology.2016.3.367
  2. Молчанов А.Г. Мониторинг состояния спелых деревьев сосны — морфофизиологические и инструментальные подходы (фотосинтез хвои, дыхание стволов, предрассветный водный потенциал) // Мониторинг и биологические методы контроля вредителей и патогенов древесных растений: от теории к практике: Мат. 3-й Всерос. конф. с междунар. участием. М.; Красноярск: ИЛ СО РАН, 2022. С. 101–102.
  3. Cai W., Shao J., Zhao Y., Davis R.E., Costanzo S. Draft genome sequence of ‘Candidatus Phytoplasma pini’-related strain MDPP: A resource for comparative genomics of gymnosperm-infecting phytoplasmas // Plant Disease. 2020. V. 104. P. 1009–10.
  4. Costanzo S., Rascoe J., Zhao Y., Davis R., Nakhla M.K. First report of a new ‘Candidatus Phytoplasma pini’-related strain associated with witches’-broom of Pinus spp. in Maryland // Plant Disease. 2016. V. 100. № 8. http://dx.doi.org/10.1094/PDIS-01-16-0097-PDN
  5. Duduk B., Paltrinieri S., Lee I.-M., Bertaccini A. Nested PCR and RFLP Analysis Based on the 16S rRNA Gene // Methods and Protocols Methods in Molecular Biology. Humana Press, 2013. 938: 159–170.
  6. Hogenhout S.A., Van der Hoorn R.A., Terauchi R., Kamoun S. Emerging concepts in effector biology of plant-associated organisms // Molecular Plant-Microbe Interaction. 2009. V. 22. P. 115–22.
  7. Huang S., Tiwari A.K., Rao G.P. ‘Candidatus Phytoplasma pini’ affecting Taxodium distichum var. imbricarium in China [Abstract]. Phytopathogenic Mollicutes. 2011. V. 1. № 2. P. 91–94.
  8. Ivanauskas A., Rimsaite J., Danilov J., Soderman G., Sneideris D., Zizyte-Eidetiene M., Wei W., Valiunas D. A Survey of Potential Insect Vectors of Mountain Pine Proliferation Decline Phytoplasma in Curonian Spit, Lithuania // Environmental Sciences Proceedings. 2021. V. 3. № 1. P. 81. https://doi.org/10.3390/IECF2020-07977
  9. Iwabuchi N., Kitazawa.Y, Maejima K., Koinuma H., Miyazaki A., Matsumoto O., Suzuki T., Nijo T., Oshima K., Namba S., Yamaji Y. Functional variation in phyllogen, a phyllody-inducing phytoplasma effector family, attributable to a single amino acid polymorphism // Molecular Plant Pathology. 2020. V. 21. P. 1322–1336. https://doi.org/10.1111/mpp.12981
  10. Ježić M., Poljak I., Šafarić B., Idžojtić M., Ćurković-Perica M. 2013. ‘Candidatus Phytoplasma pini’ in pine species in Croatia // Journal of Plant Diseases and Protection. V. 120 P. 160–163. https://doi.org/10.1007/BF03356469
  11. Kaminska M., Berniak H. Detection and identification of three ‘Candidatus Phytoplasma’ species in Picea spp. trees in Poland // Journal of Phytopathology. 2011. V. 159. P. 796–798.
  12. Kamiñska M., Bernia K.H., Obdrzalek J. 2011. New natural host plants of ‘Candidatus Phytoplasma pini’ in Poland and the Czech Republic // Plant Pathology. 2011. V. 60. P. 1023–1029. doi: 10.1111/j.1365–3059.2011.02480.x
  13. Marcone C. Molecular biology and pathogenicity of phytoplasmas // Annals of Applied Biology. 2014. V. 165. Р. 199–221. doi: 10.1111/aab.12151
  14. Morcillo L., Gallego D., González E., Vilagrosa A. Forest Decline Triggered by Phloem Parasitism-Related Biotic Factors in Aleppo Pine (Pinus halepensis) // Forests. 2019. V. 10. № 8. P. 608. https://doi.org/10.3390/f10080608–24 Jul 2019.
  15. Namba S. Molecular and biological properties of phytoplasmas // Proceedings of the Japan Academy. Series B: Physical and Biological Sciences. 2019. V. 95. Р. 401–418. https://doi.org/10.2183/pjab.95.028
  16. Oshima K., Maejima K., Isobe Y., Endo A., Namba S., Yamaji Y. Molecular mechanisms of plant manipulation by secreting effectors of phytoplasmas // Physiological and Molecular Plant Pathology. 2023. V. 125. № 3: 102009. doi: 10.1016/j.pmpp.2023.102009
  17. Paltrinieri S., Pondrelli M., Bertaccini A. X‐disease‐related phytoplasmas in ornamental trees and shrubs with witches’ broom and malformation symptoms // Journal of Plant Pathology. 1998. V. 80. P. 261.
  18. Rashid U., Bilal S., Bhat K.A., Shah T.A., Wani T.A., Bhat F.A., Mughal M.N., Nargis Nazir. Phytoplasma Effectors and their Role in Plant-Insect Interaction // International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2018. V. 7. № 2. P. 1136–1148. DOI: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.702.141
  19. Schneider B., Torres E., Martin M.P., Schröder M., Behnke H.-D., Seemüller E. ‘Candidatus Phytoplasma pini’, a novel taxon from Pinus silvestris and Pinus halepensis // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2005. V. 55. P. 303–307. https://doi.org/10.1099/ijs.0.63285–0
  20. Śliwa H., Kaminska M., Korszun S, Adler P. Detection of ‘Candidatus Phytoplasma pini’ in Pinus sylvestris trees in Poland // Journal of Phytopathology. 2008. V. 156. № 2. P. 88–92. doi: 10.1111/j.1439–0434.2007.01335.x
  21. Trujillo-Toro J., Navarro-Cerrillo R.M. Analysis of Site-dependent Pinus halepensis Mill. Defoliation Caused by ‘Candidatus Phytoplasma pini’ through Shape Selection in Landsat Time // Series Remote Sensing. 2019. V. 11. № 16. P. 1868. https://doi.org/10.3390/rs11161868
  22. Valiunas D., Jomantiene R., Ivanauskas A., Urbonaite I., Sneideris D. and Davis R. E. Molecular identification of phytoplasmas infecting diseased pine trees in the UNESCO-protected Curonian Spit of Lithuania // Forests. 2015. V. 6. № 7. P. 246–2483. http://www.mdpi.com/1999-4907/6/7/2469/htm doi: 10.3390/f6072469
  23. Valiunas D., Jomantiene R., Ivanauskas A., Sneideris D., Zizyte-Eidetiene M., Shao J., Zhao Yan, Costanzo S., Davis R.E. Rapid detection and identification of ‘Candidatus Phytoplasma pini’-related strains based on genomic markers present in 16S rRNA and tuf genes // Forest Pathology. 2019. V. 49. № 6. e12553. https://doi.org/10.1111/efp.12553.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. А — образец хвои сосны обыкновенной: слева — больного дерева с оголенным основанием, укороченной хвоей и образованием бокового ветвления на верхушке, справа ‒ внешне здорового растения. Образцы предоставлены А.Г. Молчановым. Фото Т.Б. Кастальевой, 2022 г. Б – образец хвои больного дерева сосны горной с укороченной хвоей, покраснением концов игл и повышенным ветвлением. Фото Д.З. Богоутдинова, 2018 г.

Скачать (405KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Электрофоретические профили фрагментов ампликона ДНК 16Sr гена фитоплазмы, выделенной из хвои сосны горной, полученные после обработки эндонукеазами рестрикции: 1 ‒ AluI, 2 ‒ MseI, 3 ‒ HhaI, 4 ‒ TaqI, 5 ‒ HpaII, 6 – HaeIII, 7 ‒ RsaI в 5%-ном ПААГ. М – маркер молекулярного веса ØХ174 DNA/BsuRI (HaeIII) (Fermentas, Lithuania), размер фрагментов сверху вниз (bp): 1353, 1078, 872, 603, 310, 281, 271, 234, 194, 118, 72. Фото Н.В. Гирсовой, 2019 г.

Скачать (222KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024