Биохимические аспекты взаимоотношений грибов и растений на примере фузариоза овса

Биохимические аспекты взаимоотношений грибов и растений на примере фузариоза овса

Автор: Лоскутов И.Г., Шеленга Т.В., Конарев А.В., Хорева В.И., Шаварда А.Л., Блинова Е.В., Гнутиков А.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Фитопатология

Статья в выпуске: 3 т.54, 2019 года.

Бесплатный доступ

Выяснение механизмов формирования устойчивости растений к грибным болезням (патогенным микроорганизмам) неизменно приводит к необходимости анализа биохимических факторов устойчивости. Фузариоз зерна (ФЗ) - грибное заболевание, поражающее зерновые злаки, в том числе пшеницу, ячмень и овес. В настоящей работе нами получены новые данные о влиянии фузариоза зерна на метаболомный профиль зерновок овса, связи показателей устойчивости с биохимическими признаками (содержание белка, масла, отдельных метаболитов), достоверные отличия устойчивых и неустойчивых к ФЗ форм овса. Целью работы было выявление характера связей между биохимическими показателями устойчивости сортов овса к поражению Fusarium culmorum и F. sporotrichioides и накоплением микотоксинов, образуемых этими патогенами (соответственно дезоксиниваленол - ДОН и Т-2 токсин). Российские и зарубежные сорта, а также селекционные линии, относящиеся к пленчатым и голозерным формам овса ( Avena sativa L.) (всего 24 образца), были получены из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им...

Еще

Овес, сорта, фузариоз зерна, днк грибов, пцр, микотоксины, газовая хроматография, масс-спектрометрия, биохимия, метаболомика

Короткий адрес: https://sciup.org/142220130

IDR: 142220130   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2019.3.575rus

Список литературы Биохимические аспекты взаимоотношений грибов и растений на примере фузариоза овса

  • Лоскутов И.Г. Овес (Avena L.). Распространение, систематика, эволюция и селекционная ценность. СПб, 2007.
  • Baum B.R. Oats: wild and cultivated. A monograph of the genus Avena L. (Poaceae). Monogr. No. 14. Ottava, Canada, 1977.
  • Гагкаева Т.Ю., Гаврилова О.П., Левитин М.М., Новожилов К.В. Фузариоз зерновых культур. Приложение к журналу «Защита и карантин растений», 2011, 5: 70-82.
  • Chakraborty S., Newton A.C. Climate change, plant diseases and food security: an overview. Plant Pathology, 2011, 60(1): 1-14 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.2010.02411.x
  • Pestka J. Deoxynivalenol: mechanisms of action, human exposure, and toxicological relevance. Archives of Toxicology, 2010, 84(9): 663-679 ( ) DOI: 10.1007/s00204-010-0579-8
  • Гагкаева Т.Ю., Гаврилова О.П., Левитин М.М. Биоразнообразие и ареалы основных токсинопродуцирующих грибов рода Fusarium. Биосфера, 2014, 6(1): 36-45.
  • Fiehn O., Kopka J., Dörmann P., Altmann T., Trethewey R.N., Willmitzer L. Metabolite profiling for plant functional genomics. Nature Biotechnology, 2000, 18(11): 1157-1161 ( )
  • DOI: 10.1038/81137
  • Hill C. B., Roessner U. Metabolic profiling of plants by GC-MS. In: The handbook of plant metabolomics/W. Weckwerth, G. Kahl (eds.). Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2013: 1-23.
  • Лоскутов И.Г., Шеленга Т.В., Конарев А.В., Шаварда А.Л., Блинова Е.В., Дзюбенко Н.И. Метаболомный подход к сравнительному анализу диких и культурных видов овса (Avena L.). Вавиловский журнал генетики и селекции, 2016, 20(5): 642-648 ( )
  • DOI: 10.18699/VJ16.185
  • Choo T.M. Breeding barley for resistance to Fusarium head blight and mycotoxin accumulation. Plant Breeding Reviews, 2006, 26: 125-169 ( )
  • DOI: 10.1002/9780470650325.ch5
  • Buerstmayr H., Ban T., Anderson J.A. QTL mapping and marker-assisted selection for Fusarium head blight resistance in wheat: a review. Plant Breeding, 2009, 128(1): 1-26 ( )
  • DOI: 10.1111/j.1439-0523.2008.01550.x
  • Lemmens M., Scholz U., Berthiller F., Dall'Asta C., Koutnik A., Schuhmacher R., Adam G., Buerstmayr H., Mesterházy Á., Krska R., Ruckenbauer P. The ability to detoxify the mycotoxin deoxynivalenol colocalizes with a major quantitative trait locus for Fusarium head blight resistance in wheat. Molecular Plant-Microbe Interactions, 2005, 18(12): 1318-1324 ( )
  • DOI: 10.1094/MPMI-18-1318
  • Дьяков Ю.Т., Тихонович И.А., Щербакова Л.А., Озерецковская О.Л., Джавахия В.Г., Проворов Н.А., Багирова С.Ф. Фундаментальная фитопатология/Под ред. Ю.Т. Дьякова. М., 2012.
  • Bushnell W.R., Perkins-Veazie P., Russo V.M., Collins J., Seeland T.M. Effects of deoxynivalenol on content of chloroplast pigments in barley leaf tissues. Phytopathology, 2009, 100(1), 33-41 ( )
  • DOI: 10.1094/phyto-100-1-0033
  • Bolton M.D. Current review: Primary metabolism and plant defense -fuel for the fire. Molecular Plant-Microbe Interactions, 2009, 22(5), 487-497 ( )
  • DOI: 10.1094/MPMI-22-5-0487
  • Warth B., Parich A., Bueschl C., Schoefbeck D., Katharina N., Neumann N., Kluger B., Schuster K., Krska R., Adam G., Lemmens M., Schuhmacher R. GC-MS based targeted metabolic profiling identifies changes in the wheat metabolome following deoxynivalenol treatment. Metabolomics, 2015, 11(3): 722-738 ( )
  • DOI: 10.1007/s11306-014-0731-1
  • Ситкин С.И., Ткаченко Е.И., Вахитов Т.Я., Орешко Л.С., Жигалова Т.Н. Метаболом сыворотки крови по данным газовой хроматографии-масс-спектрометрии (rX-MC) у пациентов с язвенным колитом и больных целиакией. Экспериментальная гастроэнтороскопия, 2013, 12: 77-90.
  • Лоскутов И.Г., Ковалева О.Н., Блинова Е.В. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. СПб, 2012.
  • Oat Descriptors. IBPGR, Rome, 1985.
  • Методы биохимического исследования растений/Под ред. А.И. Ермакова. Л., 1987.
  • Halstensen A.S., Nordby K.C., Eduard W., Klemsdal S.S. Real-time PCR detection of toxigenic Fusarium in airborne and settled grain dust and associations with trichothecene mycotoxins. Journal of Environmental Monitoring, 2006, 8(12): 1235-1241 ( )
  • DOI: 10.1039/b609840a
  • Yli-Mattila T., Paavanen-Huhtala S., Jestoi M., Parikka P., Hietaniemi V., Gagkaeva T., Sarlin T., Haikara A., Laaksonen S., Rizzo A. Real-time PCR detection and quantification of Fusarium poae, F. graminearum, F. sporotrichioides and F. langsethiae in cereal grains in Finland and Russia. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 2008, 41(4): 243-260 ( )
  • DOI: 10.1080/03235400600680659
  • European commission. Community reference laboratory for GM food and feed. Event-specific for the quantitation of maize line NK603 using real-time PCR. 2005. Режим доступа: http://gmo-crl.jrc.ec.europa.eu/summaries/NK603report_mm.pdf. Без даты.
  • Gagkaeva T.Yu., Gavrilova O.P., Orina A.S., Blinova E.V., Loskutov I.G. Diversity of Avena species by morphological traits and resistance to Fusarium head blight. Russian Journal of Genetics: Applied Research, 2018, 8(1): 44-51 ( )
  • DOI: 10.1134/S2079059718010070
  • Perkowski J., Stuper K., Busko M., Goral T., Kaczmarek A., Jelen H. Differences in metabolomic profiles of the naturals contaminated grain of barley, oats and rye. Journal of Cereal Science, 2012, 56: 544-551 ( )
  • DOI: 10.1016/j.jcs.2012.07.012
  • Nussbaumer T., Warth B., Sharma S., Ametz C., Bueschl C., Parich A., Pfeifer M., Siegwart G., Steiner B., Lemmens M., Schuhmacher R., Buerstmayr H., Mayer K.F.X., Kugler K.G., Schweiger W. Joint transcriptomic and metabolomic analyses reveal changes in the primary metabolism and imbalances in the subgenome orchestration in the bread wheat molecular response to Fusarium graminearum. Genes, Genomes, Genetics, 2015, 5(12): 2579-2592 ( )
  • DOI: 10.1534/g3.115.021550
  • Конарев А.В., Шеленга Т.В., Перчук И.Н., Блинова Е.В., Лоскутов И.Г. Характеристика разнообразия овса (Avena L.) из коллекции ВИР -исходного материала для селекции на устойчивость к фузариозу. Аграрная Россия, 2015, 5: 2-10.
  • Balmer D., Flors V., Glauser G., Mauch-Mani B. Metabolomics of cereals under biotic stress: current knowledge and techniques. Front. Plant Sci., 2013, 4(82): 1-12 ( )
  • DOI: 10.3389/fpls.2013.00082
  • Heuberger A.L., Robison F.M., Lyons S.M.A., Broeckling C.D., Prenni J.E. Evaluating plant immunity using mass spectrometry-based metabolomics workflows. Front. Plant Sci., 2014, 5(291): 1-11 ( )
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00291
  • Hollywood K., Brison D.R., Goodacre R. Metabolomics: current technologies and future trends. Proteomics, 2006, 6(17): 4716-4723 ( )
  • DOI: 10.1002/pmic.200600106
  • Zilić S., Hadzi-Tasković Sukalović V., Dodig D., Maksimović V., Maksimović M., Basić Z. Antioxidant activity of small grain cereals caused by phenolics and lipid soluble antioxidants. Journal of Cereal Science, 2011, 54(3): 417-424 ( )
  • DOI: 10.1016/j.jcs.2011.08.006
  • Семихов В.Ф., Арефьева Л.П., Новожилова О.А. Адаптированные типы проламинов специализированных белков семян злаков. Физиология растений, 2000, 3: 303-321.
  • Allard R.W. Genetic basis of the evolution of adaptedness in plants. In: Adaptation in plant breeding/P.M.A. Tigerstedt (ed.). Kluwer Academic Publishers, 1996: 1-11.
  • Schauer N., Fernie A.R. Plant metabolomics: towards biological functions and mechanism. Trends Plant Sci., 2006, 11(10): 508-516 ( )
  • DOI: 10.1016/j.tplants.2006.08.007
  • Kluger B., Bueschl C., Lemmens M., Michlmayr H., Malachova A., Koutnik A., Maloku I., Berthiller F., Adam G., Krska R., Schuhmacher R. Biotransformation of the mycotoxin deoxynivalenol in Fusarium resistant and susceptible near isogenic wheat lines. PLoS ONE, 2015, 10(3): e0119656 ( )
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0119656
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp