Бактериальные патогены картофеля рода Dickeya: мини-обзор по систематике и этиологии заболеваний
Автор: Игнатов А.Н., Лазарев А.М., Панычева Ю.С., Проворов Николай Александрович, Чеботарь Владимир Кузьмич
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Картофелеводство: наука и технологии
Статья в выпуске: 1 т.53, 2018 года.
Бесплатный доступ
В последние годы в Российской Федерации отмечают значительные изменения видового состава возбудителей бактериозов картофеля ( Solanum tuberosum L.) и усиление их вредоносности. Это связано с завозом в страну инфицированного посадочного материала и климатическими изменениями, благоприятными для развития бактериозов, перезимовки патогенов и их переносчиков (насекомых, клещей и нематод), а также с отсутствием в интегрированной защите растений препаратов с бактерицидным действием. Бактерии семейства Enterobacteriaceae вызывают черную ножку, гниль стеблей в поле и мягкую гниль картофеля в хранилищах. В умеренных широтах основными возбудителями бактериозов картофеля считались два вида рода Pectobacterium - Pec-tobacterium atrosepticum (возбудитель черной ножки картофеля) и P. carotovorum (возбудитель мягких гнилей картофеля и овощных культур) (А.Н. Игнатов с соавт., 2015). Однако в последние годы во многих странах отмечено поражения картофеля новыми представителями рода Dickeya, которых долгое время считали возбудителями болезней декоративных и овощных культур. Подробное изучение возбудителей рода Dickeya показало, что эта группа бактерий поражает многие виды растений, включая экономически важные сельскохозяйственные культуры (I.K. Toth с соавт., 2011). Штаммы различались по кругу растений-хозяев, патогенности и фенотипическим свойствам. Установлено, что европейские штаммы, выделенные на картофеле в 1979-1994 годы, в основном относятся к виду D. dianthicola, приспособленному к регионам с умеренным климатом. Тем не менее, с 2005 года варианты Dickeya III биотипа, отнесенные к новому виду D. solani, были обнаружены на картофеле в Европе и стали одними из наиболее агрессивных патогенов этой культуры. Уточнение таксономического положения и разнообразия внутри видов рода Dickeya ( D. сhrysаnthеmi, D. dadantii, D. dianthicola, D. dieffenbachiae, D. paradisiaca, D. zeae, D. solani ) дает основания для разработки новых методов диагностики и борьбы с этими фитопатогенами (L. Tsror с соавт., 2011). За исключением D. dieffenbachiae, все виды рода могут поражать картофель. В ряде областей европейской части России выделены и диагностированы штаммы D. dianthicola и D. solani (А.Н. Карлов с соавт., 2010, 2011; А.М. Лазарев, 2013), секвенирование геномов которых показало их идентичность с бактериями, изолированными в некоторых странах западной Европы и в Латинской Америке (С.В. Виноградова с соавт., 2014). Считается, что D. dianthicola и D. solani перешли на картофель с овощных культур в начале 1990-х годов. Сейчас они поражают растения в большинстве европейских стран, США, Южной Америке, Африке и Азии. На территории России эти бактерии стали причиной серьезных потерь урожая картофеля в последние годы. В 2009-2013 годах было отмечено ежегодное 2-кратное увеличение зараженности партий картофеля этими патогенами. Таким образом, всего за 4 года распространенность возбудителей рода Dickeya в партиях семенного картофеля в России возросла с 3 до 26-28 % (А.Н. Игнатов с соавт., 2015). Защита картофеля от этих патогенов основана на выбраковке зараженного материала и профилактике заражения на всех этапах технологического цикла семеноводства картофеля. Устойчивые сорта пока не обнаружены.
Картофель, бактериоз, черная ножка, мягкая гниль
Короткий адрес: https://sciup.org/142214111
IDR: 142214111 | DOI: 10.15389/agrobiology.2018.1.123rus
Список литературы Бактериальные патогены картофеля рода Dickeya: мини-обзор по систематике и этиологии заболеваний
- Игнатов А.Н., Егорова М.С., Ходыкина М.В. Распространение бактериальных и фитоплазменных болезней растений в России. Защита и карантин растений, 2015, 5: 6-9.
- Persson P. Soft rot Erwinia species attacking potatoes in Sweden. Swedish university of agricultural sciences, plant protection reports and dissertations, Uppsala, Sweden, 1991, no. 20.
- Карлов А.Н. Диагностика черной ножки картофеля, вызываемой бактериями Dickeya, и генетический полиморфизм штаммов возбудителей. Автореф. канд. дис. М., 2011.
- Burkholder W.D., McFadden L.A., Dimock A.W. A bacterial blight of chrysanthemums. Phytopathology, 1953, 43: 522-526.
- Samson R., Legendre J.B., Christen R. et al. Transfer of Pectobacterium chrysanthemi (Burkholder, et al., 1953) Brenner I. 1973 and Brenneria paradisiaca to the genus Dickeya gen. nov. as Dickeya chrysanthemi comb. nov and Dickeya paradisiaca comb. nov. and delineation of four novel species, Dickeya dadantii sp. nov., Dickeya dianthicola sp. nov., Dickeya dieffenbachiae sp. nov. and Dickeya zeae sp. nov. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2005, 55: 1415-1427 ( ) DOI: 10.1099/ijs.0.02791-0
- Карлов А.Н., Зотов В.С., Пехтерева Э.Ш., Матвеева Е.В., Джалилов Ф.С., Фесенко И.А., Карлов Г.И., Игнатов А.Н. Dickeya dianthicola -новый для России бактериальный патоген картофеля. Известия ТСХА, 2010, 3: 134-141.
- Карлов А.Н., Игнатов А.Н., Карлов Г.И., Пехтерева Э.Ш., Матвеева Е.В., Шаад Н.В., Варицев Ю.А., Джалилов Ф.С. Диагностика бактериального патогена картофеля Dickeya dianthicola. Известия ТСХА, 2011, 3: 38-48.
- Лазарев А.М. Новый возбудитель бактериоза картофеля атакует российские поля. Защита и карантин растений, 2013, 6: 11-15.
- Виноградова С.В., Кырова Е.И., Игнатов А.Н. Полногеномное секвенирование фитопатогенных бактерий. Защита картофеля, 2014, 2: 15-17.
- Khayi S., Blin P., Chong T.M., Chan K.G., Faure D. Complete genome anatomy of the emerging potato pathogen Dickeya solani type strain IPO 2222(T). Standards in Genomic Sciences, 2016, 11: 87 ( ) DOI: 10.1186/s40793-016-0208-0
- Toth I.K., van der Wolf J.M., Saddler G., Lojkowska E., Hélias V., Pirhonen M., Elphinstone J.G. Dickeya species: an emerging problem for potato production in Europe. Plant Pathol., 2011, 60(3): 385-399 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.2011.02427.x
- Ma B., Hibbing M.E., Kim H.S., Reedy R.M., Yedidia I., Breuer J., Breuer J., Glasner J.D., Perna N.T., Kelman A., Charkowski A.O. Host range and molecular phylogenies of the soft rot enterobacterial genera Pectobacterium and Dickeya. Phytopathology, 2007, 97: 1150-1163 ( ) DOI: 10.1094/PHYTO-97-9-1150
- Lelliott R.A., Dickey R.S. Genus VII. Erwinia. In: Bergey's manual of systematic bacteriology/N.R. Krieg, J.G. Holt (eds). Williams & Wilkins, Baltimore, 1984: 469-476.
- Dickey R.S. Erwinia chrysanthemi: a comparative study of phenotypic properties of strains from several hosts and other Erwinia species. Phytopathology, 1979, 69: 324-329 ( ) DOI: 10.1094/Phyto-69-324
- List of prokaryotic names with standing in nomenclature (LPSN). Genus Dickeya. Режим доступа: http://www.bacterio.net/dickeya.html. Дата обращения: 30.09.2017.
- Lee Y.-A., Yu C.-P. A differential medium for the isolation and rapid identification of a plant soft rot pathogen, Erwinia chrysanthemi. J. Microbiol Meth., 2006, 64: 200-206 ( ) DOI: 10.1016/j.mimet.2005.04.031
- Marrero G., Schneider K.L., Jenkins D.M., Alvarez A.M. Phylogeny and classification of Dickeya based on multilocus sequence analysis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2013, 63(Pt 9): 3524-3539 ( ) DOI: 10.1099/ijs.0.046490-0
- van der Wolf J.M., Nijhuis E.H., Kowalewska M.J., Saddler G.S., Parkinson N., Elphinsto J.N., Pritchard L., Toth I.K., Lojkowska E., Potrykus M., Waleron M., de Vos P., Cleenwerck I., Pirhonen M., Garlant L., Hélias V., Pothier J.F., Pfluger V., Duffy V., Tsror L., Manulis S. Dickeya solani sp. nov., a pectinolytic plant pathogenic bacterium isolated from potato (Solanum tuberosum). Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2014, 64(3): 768-774 ( ) DOI: 10.1099/ijs.0.052944-0
- Parkinson N., DeVos P., Pirhonen M., Elphinstone J. Dickeya aquatica sp. nov., isolated from water ways. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2014, 64(7): 2264-2266 ( ) DOI: 10.1099/ijs.0.058693-0
- Tian Y., Zhao Y., Yuan X., Yi J., Fan J., Xu Z., Hu B., De Boer S.H., Li X. Dickeya fangzhongdai sp. nov., a plant-pathogenic bacterium isolated from pear trees (Pyrus pyrifolia). Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2016, 66(8): 2831-2835 ( ) DOI: 10.1099/ijsem.0.001060
- Lumb V.M., P_rombelon M.C.M., Zutra D. Studies of a wilt disease of the potato plant in Israel caused by Erwinia chrysanthemi. Plant Pathol., 1986, 35: 196-202 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.1986.tb02004.x
- Cazelles O., Schwarzel R. Survey of bacterial diseases caused by Erwinia in seed potato fields in western Switzerland. Revue Suisse d'Agriculture, 1992, 24: 215-218.
- Palacio-Bielsa A., Cambra M.A., Lopez M.M. Characterisation of potato isolates of Dickeya chrysanthemi in Spain by a microtitre system for biovar determination. Ann. Appl. Biol., 2006, 148: 157-164 ( ) DOI: 10.1111/j.1744-7348.2006.00045.x
- Laurila J., Ahola V., Lehtinen A., Joutsjoki T., Hannukkala A., Rahkonen A., Pirhonen M. Characterisation of Dickeya strains isolated from potato and river water samples in Finland. Eur. J. Plant Pathol., 2008, 122(2): 213-225 ( ) DOI: 10.1007/s10658-008-9274-5
- Parkinson N., Stead D., Bew J., Heeney J., Tsror (Lahkim) L., Elphinstone J. Dickeya species relatedness and clade structure determined by comparison of recA sequences. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2009, 59: 2388-2393 ( ) DOI: 10.1099/ijs.0.009258-0
- Sławiak M., Łojkowska E., van der Wolf J.M. First report of bacterial soft rot on potato caused by Dickeya sp. (syn. Erwinia chrysanthemi) in Poland. Plant Pathol., 2009, 58: 794 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.2009.02028.x
- Sarris P.F., Trantas E., Pagoulatou M., Stavrou D., Ververidis F., Goumas D.E. First report of potato blackleg caused by biovar 3 Dickeya sp. (Pectobacterium chrysanthemi) in Greece. New Disease Reports, 2011, 24: 21 ( ) DOI: 10.5197/j.2044-0588.2011.024.021
- Suharjo R., Sawada H., Takikawa Y. Phylogenetic study of Japanese Dickeya spp. and development of new rapid identification methods using PCR-RFLP. J. Gen. Plant Pathol., 2014, 80(3): 237-254 ( ) DOI: 10.1007/s10327-014-0511-9
- Laurila J., Hannukkala A., Nykyri J., Pasanen M., Hélias V., Garlant L., Pirhonen M. Symptoms and yield reduction caused by Dickeya spp. strains isolated from potato and river water in Finland. Eur. J. Plant Pathol., 2010, 126(2): 249-262 ( ) DOI: 10.1007/s10658-009-9537-9
- Czajkowski R., Grabe G.J., van der Wolf J.M. Distribution of Dickeya spp. and Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum in naturally infected seed potatoes. Eur. J. Plant Pathol., 2009, 125: 263-275 ( ) DOI: 10.1007/s10658-009-9480-9
- Olsson K. Detection of Erwinia spp. in some Swedish streams. In: Reports of the International Conference on potato blackleg disease/D.C. Graham, M.D. Harrison (eds). Oxford, 1985, 1: 45-46.
- Tsror (Lahkim) L., Lebiush S., Erlich O., Ben-Daniel B., van der Wolf J. First report of latent infection of Cyperus rotundus caused by a biovar 3 Dickeya sp. (Syn. Erwinia chrysanthemi) in Israel. New Disease Reports, 2010, 22: 14 ( ) DOI: 10.5197/j.2044-0588.2010.022.014
- De Lindo L., French E.R., Kelman A. Erwinia spp. pathogenic to potatoes in Peru. American Potato Journal, 1978, 55: 383.
- Ngadze E., Coutinho T.A., van der Waals J.E. First report of soft rot potatoes caused by Dickeya dadantii in Zimbabwe. Plant Dis., 2010, 94(10): 1263 ( ) DOI: 10.1094/PDIS-05-10-0361
- Cother E.J., Gilbert R.L. Presence of Erwinia chrysanthemi in two major river systems and their alpine sources in Australia. J. Appl. Bacteriol., 1990, 69: 729-738 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2672.1990.tb01570.x
- Grenier A.-M., Duport G., Pagès S., Condemine G., Rahbé Y. The phytopathogen Dickeya dadantii (Erwinia chrysanthemi 3937) is a pathogen of the pea aphid. Appl. Environ. Microbiol., 2006, 72(3): 1956-1965 ( ) DOI: 10.1128/AEM.72.3.1956-1965.2006
- Costechareyre D., Dridi B., Rahbé Y., Condemine G. Cyt toxin expression reveals an inverse regulation of insect and plant virulence factors of Dickeya dadantii. Environ. Microbiol., 2010, 12(12): 3290-3301 ( ) DOI: 10.1111/j.1462-2920.2010.02305.x
- Czajkowski R., De Boer W.J., Velvis H., van der Wolf J.M. Systemic colonization of potato plants by a soilborne green fluorescent protein-tagged strain of Dickeya sp. biovar 3. Phytopathology, 2010, 100: 134-142 ( ) DOI: 10.1094/PHYTO-100-2-0134
- Tsror (Lahkim) L., Erlich O., Hazanovsky M., Daniel B.B., Zig U., Lebiush S. Detection of Dickeya spp. latent infection in potato seed tubers using PCR or ELISA and correlation with disease incidence in commercial field crops under hot-climate conditions. Plant Pathol., 2011, 61(1): 161-168 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.2011.02492.x