CC BY
5DOI: 10.24412/cl-37131-2023-1-266-269
Анализ распространённости в 2022 и 2023 году ризоктониоза, вертициллёза, рака картофеля в нескольких районах Кировской области
Мартинсон Екатерина Александровна, кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», г. Киров
Барамзин Михаил Николаевич, аспирант ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», г. Киров
Перминова Эльвира Искандеровна, студент ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», г. Киров
Аннотация: анализ клубней и стеблей картофеля путём локус-специфической полимеразной цепной реакции позволяет точно выявлять фитопатогенные грибы, причиняющие серьёзный вред картофелеводству. В данной работе анализировалось наличие ДНК возбудителей вертициллёза, ризоктониоза и рака картофеля в 2022 и 2023 годах в пробах ДНК из клубней и стеблей картофеля в нескольких районах Кировской области (в 2022 году - пять, в 2023 году - четыре, два года подряд - три). Ризоктониоз в 2022 году выявлен в 4-х районах, в 2023 году в 3-х; вертициллёз выявлен в 2022 году в 2-х районах, в 2023 - в 1-м; синхитриоз выявлен только в 2023 году, в 1-м районе. Ключевые слова: ризоктониоз, вертициллёз, рак картофеля, ПЦР.
Почвенный широко-распространённый некротрофный базидиальный гриб Rhizoctonia solani (телеоморф: Thanatephorus cucumeris) разделён на 13 анаста-мозных групп. Третья поражает растения семейства Пасленовые [1, 2, 3, 4, 7]. Своевременная проверка на ризоктониоз посадочного материала при помощи ПЦР важна [2]. Он часто поражает всходы картофеля, что проявляется в виде язв на стеблях и чёрной парши на клубнях [7].
Студент. Наука. Регион
Возбудитель рака картофеля - облигатный карантинный биотрофный хит-ридиомицет Synchytrium endobioticum, его споры обладают высокой устойчивостью, сохраняясь в почве десятилетиями [5].
Вертициллёзное увядание, вызываемое Verticillium dahliae, снижает качество и урожайность, проявляется задержкой роста, обесцвечиванием, увяданием и гибелью растений [6].
Анализ проб ДНК из клубней картофеля выполнялся путём локус-специ-фической полимеразной цепной реакции. Для выявления Rhizoctonia solani выбран в качестве маркера межгенный спейсер 18S и 5,8S субъединиц рибосомы, пара праймеров: F: 5'-AAATGAATGTAATGGATGTAAC(A\G)CAT-3', R: 5'-TTTGAAGATTTCATGATACTCAAACAG-3'.
Для выявления Verticillium dahliae выбран в качестве маркера ген фосфат-пермеазы, ПЦР производилась с парой праймеров: F: 5'-AGGTCGGCTTCTTCATGTGCTTCATCAT-3,'R: 5'-TCCTCTTCCCACTCGGTC CTCAGATCAC-3'.
Для выявления Synchytrium endobioticum выбран в качестве маркера участок митохондриального генома, пара праймеров: F: 5'-GAGTTA CTTTGGCTATGCATTATAACG-3', R: 5'-TCTCTTGTTGCTAAGCTATTCGT GT-3'.
Учитывались результаты ПЦР агарозным гель-электрофорезом. Обнаружена ДНК возбудителей ризоктониоза (рисунок 1 (А)), вертициллёза и рака картофеля (рисунок 1 (В)) в пробах ДНК из клубней картофеля. Стебли картофеля из Верхоши-жемского района проверялись на вертициллёз в 2023 году (рисунок 1 (С)).
Из полученных в ходе работы данных следует, что ризоктониоз картофеля является наиболее распространённым. Вертициллёз картофеля выявлен только 2-х районах: в Верхошижемском (2 года подряд) и Кирово-Чепецком (только в 2022 году). ДНК возбудителя рака картофеля обнаружена только в пробах из Верхошижемского района в 2023 году, но не обнаружен в 2022 году.
Таблица 1
Результаты ПЦР-анализа на наличие ДНК возбудителей ризоктониоза, вертицил-лёза, рака картофеля клубней
Год Район Количество клубней в пробе Количество поражённых клубней по отношению к общему количеству клубней в пробе, (%)
Ризоктониоз Вертициллёз Рак картофеля
2022 Нолинский 4 25% 0% 0%
Оричевский 3 33% 0% 0%
Фалёнский 3 0% 0% 0%
В ерхошижемский 8 37% 25% 0%
Кирово-Чепецкий 6 100% 83% 0%
2023 В ерхошижемский 10 60% 40% 30%
Нолинский 2 50% 0% 0%
Кирово-Чепецкий 2 0% 0% 0%
Котельничский 2 100% 0% 0%
Рисунок 1. (А) Результаты гель-электрофореза в 2% агарозном геле: образцы 1, 5, 6 - положительные на наличие ДНК возбудителя ризоктониоза, 2023 год урожая картофеля. Образцы клубней 1, 2 (Нолинский район); 3, 4 (Кирово-чепецкий район); 5, 6 (Котельничский район). (В) Результаты гель-электрофореза в 1% агарозном геле: образцы 7, 9, 10 - положительные на наличие ДНК возбудителя рака картофеля, 2023 год урожая картофеля (Верхошижемский район). (С) Результаты гель-электрофореза в 1% агарозном геле: образец стебля 15 -положительный на ДНК возбудителя вертициллёза, стебли картофеля из Верхошижемского района (2023 год)
Библиографический список
1. Ceresini PC, Shew HD, James TY, Vilgalys RJ, Cubeta MA. Phylogeography of the Solanaceae-infecting Basidiomycota fungus Rhizoctonia solani AG-3 based on sequence analysis of two nuclear DNA loci. BMC Evol Biol. 2007 Sep 13;7:163. doi: 10.1186/1471-2148-7-163. PMID: 17854492; PMCID: PMC2048936.
2. Iradukunda L, Wang YP, Nkurikiyimfura O, Wang T, Yang LN, Zhan J. Establishment and Application of a Multiplex PCR Assay for the Rapid Detection of Rhizoctonia solani Anastomosis Group (AG)-3PT, the Pathogen Causing Potato Black
Студент. Наука. Регион
Scurf and Stem Canker. Pathogens. 2022 May 29;11(6):627. doi: 10.3390/pathogens11060627. PMID: 35745481; PMCID: PMC9228993.
3. Lin R, Xia Y, Liu Y, Zhang D, Xiang X, Niu X, Jiang L, Wang X, Zheng A. Comparative Mitogenomic Analysis and the Evolution of Rhizoctonia solani Anastomosis Groups. Front Microbiol. 2021 Sep 20;12:707281. doi: 10.3389/fmicb.2021.707281. PMID: 34616376; PMCID: PMC8488467.
4. Mat Razali N, Hisham SN, Kumar IS, Shukla RN, Lee M, Abu Bakar MF, Nadarajah K. Comparative Genomics: Insights on the Pathogenicity and Lifestyle of Rhizoctonia solani. Int J Mol Sci. 2021 Feb 22;22(4):2183. doi: 10.3390/ijms22042183. PMID: 33671736; PMCID: PMC7926851.
5. Röhrs I, Linde M, Przetakiewicz J, Zelya A, Zelya G, Pucher A, Tlapak H, Debener T. Potato Wart Isolates from Europe and North America Form Distinct Clusters of Genetic Variation. Life (Basel). 2023 Sep 8;13(9):1883. doi: 10.3390/life13091883. PMID: 37763287; PMCID: PMC10532758.
6. Wang D, Jiao X, Jia H, Cheng S, Jin X, Wang Y, Gao Y, Su X. Detection and quantification of Verticillium dahliae and V. longisporum by droplet digital PCR versus quantitative real-time PCR. Front Cell Infect Microbiol. 2022 Aug 22;12:995705. doi: 10.3389/fcimb.2022.995705. PMID: 36072220; PMCID: PMC9441566.
7. Zrenner R, Genzel F, Verwaaijen B, Wibberg D, Grosch R. Necrotrophic lifestyle of Rhizoctonia solani AG3-PT during interaction with its host plant potato as revealed by transcriptome analysis. Sci Rep. 2020 Jul 28;10(1):12574. doi: 10.1038/s41598-020-68728-2. PMID: 32724205; PMCID: PMC7387450.
