Фитоплазменные болезни: исторический обзор к 50-летию открытия фитоплазмозов

Фитоплазменные болезни: исторический обзор к 50-летию открытия фитоплазмозов

Автор: Богоутдинов Д.З., Кастальева Т.Б., Гирсова Н.В., Самсонова Л.Н.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Обзоры, проблемы

Статья в выпуске: 1 т.54, 2019 года.

Бесплатный доступ

Фитоплазменные болезни были известны задолго до открытия их возбудителя. С начала 1930-х годов на постсоветском пространстве была признана инфекционная природа заболевания, известного под названием «столбур томатов». Предпринимались попытки найти переносчика этого заболевания (И.К. Корачевский, 1934; В.Л. Рыжков с соавт., 1934). В 1945 году был обнаружен вектор болезни - циксиида Hyalesthes obsoletus Sign. (К. Сухов с соавт., 1946). В течение нескольких десятилетий в нашей стране и за рубежом безуспешно велись поиски возбудителя инфекционных болезней растений с симптомами карликовости, пожелтения, изменений в листьях и генеративных органах, не способного расти на искусственных питательных средах. Открытие было сделано только в 1967 году японскими исследователями (Y. Doi с соавт., 1967). Возбудителем заболевания оказался ранее неизвестный фитопатоген из класса Molliсutes, сходный с патогенами микоплазмы животных. Позже было установлено, что жизненный цикл фитоплазм связан как с клетками флоэмы растений, в которых они размножаются, так и с насекомыми-пере-носчиками из отряда Hemiptera, которые питаются соком растений, а также способны поддерживать размножение фитоплазм в своем организме и даже передавать их потомству...

Еще

Фитоплазмы, фитоплазменные болезни, желтухи, ведьмина метла, переносчики фитоплазм, таксономия фитоплазм, маркерные гены

Короткий адрес: https://sciup.org/142220089

IDR: 142220089   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2019.1.3rus

Список литературы Фитоплазменные болезни: исторический обзор к 50-летию открытия фитоплазмозов

  • Edward D.G. The pleuropneumonia group of organisms: a review, together with some new observations. J. Gen. Microbiol., 1954, 10: 27-64.
  • Ячевский А.А. Ведьмины метлы картофеля. Материалы по микологии и фитопатологии, 1926, 5(2): 1-12.
  • Корачевский И.К. Вирусные болезни томата в Крыму. В сб.: Вирусные болезни в Крыму и на Украине/Под ред. В.Л. Рыжкова. Симферополь, 1934: 39-58.
  • Рыжков В.Л., Корачевский И.К. Вирусные болезни помидоров в опытах по искусственному заражению. В сб.: Вирусные болезни в Крыму и на Украине/Под ред. В.Л. Рыжкова. Симферополь, 1934: 7-30.
  • Корачевский И.К. Изыскание мер борьбы со столбуром в овощеводстве. В сб.: Вирусные болезни растений и меры борьбы с ними. М.-Л., 1941: 255-263.
  • Сухов К.С., Вовк А.М. Цикадка Hyalesthes obsoletus Sign., переносчик столбура пасленовых. Доклады АН СССР, 1946, 53(2): 153-156.
  • Сухов К.С., Вовк А.М. Столбур пасленовых. M.-Л., 1949.
  • Развязкина Г.М. О распространении вируса столбура в природе. Микробиология, 1950, 19(3): 256-259.
  • Корачевский И.К., Семенькова А.В. О пораженности пасленовых и вьюнковых вирусом столбура. В сб.: Вирусные болезни растений/Под ред. М.С. Дунина. М., 1938, сб. 2: 118-124.
  • Понер В.М. О восприимчивости различных видов и сортов пасленовых к столбуру. В сб.: Вирусные болезни растений и меры борьбы с ними. М.-Л., 1941: 227-244.
  • Сухов К.С., Вовк А.М. Столбур пасленовых и меры борьбы с ним. М., 1946: 31-37.
  • Сухов К.С., Развязкина Г.М. Биология вирусов и вирусные болезни растений. М., 1955: 49-53.
  • Корачевский И.Г. Столбурное заболевание растений. Труды ВАСХНИЛ, 1936, 5: 82-91.
  • Гольдин М.И., Париевская А.П. Материалы по столбуру томатов в Крыму. Микробиология, 1950, 11(6): 405-415.
  • Проценко А.Е. Вирусы столбура помидоров и желтухи астр. В сб.: Вирусные болезни сельскохозяйственных растений и меры борьбы с ними. М., 1964: 307-311.
  • Milkus B., Clair D., Idir S., Habili N., Boudon-Padieu E. First detection of stolbur phytoplasms in grapevines (Vitis vinifera cv. Chardonnay) affected with grapevine yellows in the Ukraine. Plant Pathology, 2005, 54(2): 236 ( )
  • DOI: 10.1111/j.1365-3059.2005.01121.x
  • Сербинов Б.И. Разработка мер борьбы со столбуром томата в Молдавской ССР. В сб.: Вирусные болезни растений и меры борьбы с ними. М.-Л., 1941: 264-268.
  • Хачатрян Г.А. Столбурное увядание картофеля в Армении и его передача при помощи прививок. Известия АН Армянской ССР, 1950, 3(12): 1113-1120.
  • Эристави Е.М., Сакварелидзе Н.А., Титвинидзе С.С. Столбур томатов в Грузии. Труды Института защиты растений АН Грузинской ССР, 1952, 8: 111-141.
  • Самуджева Э.М. К изучению биологических особенностей переносчика столбура -цикады Hyalesthes mlokosiewiczi Sign. Труды Института защиты растений АН Грузинской ССР, 1953, 9: 15-28.
  • Гольдин М.И., Багдасарян А.Э. Столбур томата в Азербайджане. Защита растений, 1969, 2: 22-23.
  • Balakishiyeva G., Danet J.L., Gurbanov M., Mamedov A., Kheyr-Pour A., Fossac X. First report of phytoplasma infections in several temperate fruit trees and vegetable crops in Azerbaijan. J. Plant Pathology, 2010, 92(4 Supplement): 115.
  • Гольдин М.И., Юрченко М.А. Столбур томатов и другие вирусные заболевания типа желтух в районе Алма-Аты. Труды Института микробиологии и вирусологии АН Казахской ССР, 1961, 5: 139-147.
  • Исамухамедов М.З. Столбур пасленовых в Узбекистане. Узбекский биологический журнал, 1969, 3: 13-15.
  • Власов Ю.И. Новые данные о вирусных болезнях растений в Средней Азии. Защита растений, 1960, 1: 22-23.
  • Самуджева Э.М. Некоторые данные по изучению переносчика столбура томатов в Грузии. Труды Института защиты растений АН Грузинской ССР, 1949, 6: 161-162.
  • Замалиева Ф.Ф., Зайцева Т.В., Рыжих Л.Ю., Салихова З.З. Фузариозное увядание картофеля и рекомендации по защите. Защита картофеля, 2015, 2: 3-9.
  • Богоутдинов Д.З. Роль сорных растений в резервации возбудителей болезней пасленовых культур. Вестник защиты растений, 2012, 1: 74-75.
  • Богоутдинов Д.З. Роль цикадовых в агроценозах пасленовых культур. Защита и карантин растений, 2012, 5: 45.
  • Фоминых Т.С., Богоутдинов Д.З. Диагностика вирусных, вироидных и фитоплазменных болезней овощных культур и картофеля. СПб-Пушкин, 2017.
  • Вовк А.М., Никифорова Г.С. Исследования вируса столбура в электронном микроскопе. Доклады АН СССР, 1955, 102(4): 839-840.
  • Kunkel L.O. Insect transmission of peach yellows. Contribution Boyce Thompson Institute, 1933, 5: 19-28.
  • Hartzell A. Movement of intracellular bodies associated with peach yellows. Contribution Boyce Thompson Institute, 1937, 8(5): 375-388.
  • Hartzell A. Bionomics of the plum and peach leafhopper, Macropsis trimaculata. Contribution Boyce Thompson Institute, 1937, 9: 121-136.
  • Maramorosch K. Direct evidence of the multiplication of aster-yellows virus in its insect vector. Phytopathology, 1952, 42: 59-64.
  • Maramorosch K. Viruses that infect and multiply in both plants and insects. Transactions New York Academy Sciences (Serie II), 1958, 20: 383-395.
  • Maramorosch K. Historical reminiscences of phytoplasma discovery. Bulletin of Insectology, 2011, 64(Supplement): 5-8.
  • Chanock R., Hayflick L., Barile M.F. Growth on artificial medium of an agent associated with atypical pneumonia and its identification as a PPLO. PNAS USA, 1962, 48: 41-49.
  • Doi Y., Teranaka M., Yora K., Asuyama H. Mycoplasma or PLT grouplike microrganisms found in the phloem elements of plants infected with mulberry dwarf, potato witches’ broom, aster yellows or pawlownia witches’ broom. Japanese Journal of Phytopathology, 1967, 33(4), 259-266 ( )
  • DOI: 10.3186/jjphytopath.33.259
  • Ishiie T., Y., Yora K., Asuyama H. Suppressive effects of atibiotics of tetracycline group on symptom developement of mulberry dwarf disease. Japanese Journal of Phytopathology, 1967, 33, 267-275 ( )
  • DOI: 10.3186/jjphytopath.33.267
  • Nasu S., Sugiura M., Wakimoto T., Iida T.T. On the etiologic agent of rice yellow dwarf disease. Annals Phytopathological Society Japan, 1967, 33: 343-344.
  • Giannotti J., Marchou G., Vago C. Microorganisms de type mycoplasma dans les cellules liberiennes de Malus sylvestris L., atteinte de la maladie des proliferations. Comte Rendu Academie Science, 1968, 267: 78-77.
  • Maramorosch K., Hirumi H., Plavsic-Banjac B. Artifact pseudocolonies on solid agar media inoculated with aster yellows and healthy plant material. Phytopathology, 1971, 61: 902.
  • Власов Ю.И. Вирусные и микоплазменные болезни растений. М., 1992.
  • Власов Ю.И. Природная очаговость вирусных и фитоплазменных (микоплазменных) болезней растений. СПб, 1999.
  • Богоутдинов Д.З. Фитоплазмы картофеля и методы их изучения. Самара, 2000.
  • Власов Ю.И., Якуткина Т.А., Богатыренко Т.Н., Самсонова Л.Н. Основные принципы и методы диагностики микоплазменных болезней растений (Методические указания). Л., 1977.
  • Самсонова Л.Н., Цыпленков А.Е., Якуткина Т.А. Диагностика вирусных и фитоплазменных болезней овощных культур и картофеля. СПб, 2001.
  • Paghosyan A., Lebsky V. Aislamiento y studio ultrastructural de tres cepas de fitoplasmas causanties de enferrmedades tipo "stolbur" en Solanaceae. Fitopatologia Colombiana, 2004, 28(1): 21-30.
  • Скрипаль И.Г., Малиновская Л.А. Среда СМИМВ-72 для выделения и культивирования фитопатогенных микоплазм. Микробиологический журнал, 1983, 45(6): 64-71.
  • Bertaccini A., Contaldo N., Calari A., Paltrinieri S., Windsor H.M., Windsor D. Preliminary results of axenic growth of phytoplasmas from micropropagated infected periwinkle shoots. 18th Congress of the International Organization for Mycoplasmology (IOM). Chianciano Terme, 2010: 147-153.
  • Contaldo N., Bertaccini A., Paltrinieri S., Windsor H.M., Windsor D. Axenic сulture of plant pathogenic phytoplasmas. Phytopathologia Mediterranea, 2012, 51(3): 607-617.
  • Contaldo N., Bertaccini A., Paltrinieri S., Windsor D., Windsor H. Cultivation of several phytoplasmas from a micropropagated plant collection. Petria, 2013, 23: 13-18.
  • Lee I.-M., Hammond R.W., Davis R.E., Gundersen D.E. Universal amplification and analysis of pathogen 16S rDNA for classification and identification of mycoplasma-like organisms. Phytopathology, 1993, 83: 834-842 ( )
  • DOI: 10.1094/Phyto-83-834
  • Schneider B., Ahrens U., Kirkpatrick B.C., Seemüller E. Classification of plant-pathogenic mycoplasma-like organisms using restriction-site analysis of PCR-amplified 16S rDNA. J. Gen. Microbiol., 1993, 139(3): 519-527 ( )
  • DOI: 10.1099/00221287-139-3-519
  • Lee I.-M., Gundersen-Rindal D.E., Davis R.E., Bartoszyk I.M. Revised classification scheme of phytoplasmas based on RFLP analyses of 16S rRNA and ribosomal protein gene sequences. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 1998, 48: 1153-1169 ( )
  • DOI: 10.1099/00207713-48-4-1153
  • Wei W., Davis R.E., Lee I.-M., Zhao Y. Computer-simulated RFLP analysis of 16S rRNA genes: identification of ten new phytoplasma groups. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2007, 57: 1855-1867 ( )
  • DOI: 10.1099/ijs.0.65000-0
  • PM 7/133 (1) Generic detection of phytoplasmas. OEPP/EPPO Bulletin, 2018, 48(3): 414-424 ( )
  • DOI: 10.1111/epp.12541
  • Gundersen D.E., Lee I.-M., Rehner S.A., Davis R.E., Kingsbury D.T. Phytogeny of mycoplasmalike organisms (phytoplasmas): a basis for their classification II. J. Bacteriology, 1994, 176(17): 5244-5254 ( )
  • DOI: 10.1128/jb.176.17.5244-5254.1994
  • Girsova N.V., Bottner-Parker K.D., Bogoutdinov D.Z., Meshkov Y.I., Mozhaeva K.A., Kastalyeva T.B., Lee I.-M. Diverse phytoplasmas associated with potato stolbur and other related potato diseases in Russia. Eur. J. Plant Pathol., 2016, 145: 139-153 ( )
  • DOI: 10.1007/s10658-015-0824-3
  • Girsova N.V., Bottner-Parker K.D., Bogoutdinov D.Z., Kastalyeva T.B., Meshkov Y.I., Mozhaeva K.A., Lee I.-M. Diverse phytoplasmas associated with leguminous crops in Russia. Eur. J. Plant Pathol., 2017, 149(3): 599-610 ( )
  • DOI: 10.1007/s10658-017-1209-6
  • 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, 51(3): 101-109 ( )
  • DOI: 10.15389/agrobiology.2016.3.367rus
  • Martini M., Lee I.-M., Bottner K.D., Zhao Y., Botti S., Bertaccini A., Harrison N.A., Carraro L., Marcone C., Khan J., Osler R. Ribosomal protein gene-based filogeny for finer differentiation and classification of phytoplasmas. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2007, 57: 2037-2051 ( )
  • DOI: 10.1099/ijs.0.65013-0
  • Schneider B., Gibb K.S., Seemüller E. Sequence and RFLP analysis of the elongation factor Tu gene used in differentiation and classification of phytoplasmas. Microbiology, 1997, 143: 3381-3389 ( )
  • DOI: 10.1099/00221287-143-10-3381
  • Langer M., Maixner M. Molecular characterisation of grapevine yellows associated phytoplasmas of the stolburgroup based on RFLP-analysis of non-ribosomal DNA. Vitis, 2004, 43: 191-199.
  • Pasquini G., Ferretti L., Gentili A., Bagnoli B., Cavalieri V., Barba M. Molecular characterization of stolbur isolates collected in grapevines, weeds and insects in central and southern Italy. Bulletin of Insectology, 2007, 60: 355-356.
  • Lee I.-M., Bottner K.D., Zhao Y., Davis R.E., Harrison N.A. Phylogenetic analysis and delineation of phytoplasmas based on SecY gene sequences. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2010, 60: 2887-2897 ( )
  • DOI: 10.1099/ijs.0.019695-0
  • Mitrovič J., Contaldo N., Paltrinieri S., Mejia J.F., Mori N., Bertaccini A., Duduk B. The use of groEL gene for characterisation of aster yellows phytoplasmas in field collected samples. Bulletin of Insectology, 2011, 64(Supplement): 17-18.
  • Smart C.D., Schneider B., Blomquist C.L., Guerra L.J., Harrison N.A., Ahrens U., Lorenz K.H., Seemüller E., Kirkpatrick B.C. Phytoplasma-specific PCR primers based on sequences of the 16S-23S rRNA spacer region. Appl. Environ. Microbiol., 1996, 62: 2988-2993.
  • Lenz O., Markova J., Sarkisova T. Discriminating 16Sr groups of phytoplasmas by an oligonucleotide microarray targeting 16S-23S spacer region. Bulletin of Insectology, 2011, 64(Sup-plement): 31-32.
  • Cimerman A., Pacifico D., Salar P., Marzachi C., Foissac X. Striking diversity of vmp1, a variable gene encoding a putative membrane protein of the Stolbur phytoplasma. Appl. Environ. Microbiol., 2009; 75: 2951-2957 ( )
  • DOI: 10.1128/AEM.02613-08
  • Fabre A., Danet J.-L., Foissac X. The stolbur phytoplasma antigenic membrane protein Gene stamp is submitted to diversifying positive selection. Gene, 2011, 472: 37-41 ( )
  • DOI: 10.1016/j.gene.2010.10.012
  • Oshima K., Kakizawa S., Nishigawa H., Jung H.-Y., Wei W., Suzuki S., Arashida R., Nakata D., Miyata S., Ugaki M., Namba S. Reductive evolution suggested from the complete genome sequence of a plant-pathogenic phytoplasma. Nature Genetics, 2004, 36: 27-29 ( )
  • DOI: 10.1038/ng1277
  • Hoshi A., Oshima K., Kakizawa S., Ishii Y., Ozeki J., Hashimoto M., Komatsu K., Kagiwada S. A unique virulence factor for proliferation and dwarfism in plants identified from a phytopathogenic bacterium. PNAS USA, 2009, 106(15): 6416 -6421 ( )
  • DOI: 10.1073/pnas.0813038106
  • Sugawara K., Honma Y., Komatsu K., Himeno M., Oshima K., Namba S. The alteration of plant morphology by small peptides released from the proteolytic processing of the bacterial peptide TENGU. Plant Physiol., 2013, 162(4): 2004-2015 ( )
  • DOI: 10.1104/pp.113.218586
  • Bai X., Zhang J., Ewing A., Miller S.A., Radek A.J., Shevchenko D.V., Tsukerman K., Walunas T., Lapidus A., Campbell J.W., Hogenhout S.A. Living with genome instability: the adaptation of phytoplasmas to diverse environments of their insect and plant hosts. J. Bacteriol., 2006, 188: 3682-3696 ( )
  • DOI: 10.1128/JB.188.10.3682-3696.2006
  • Sugio A., Kingdom H.N., MacLean A.M., Grieve V.M., Hogenhout S.A. Phytoplasma protein effector SAP11 enhances insect vector reproduction by manipulating plant development and defense hormone biosynthesis. PNAS USA, 2011, 108(48): 1254-1263 ( )
  • DOI: 10.1073/pnas.1105664108
  • MacLean A.M., Sugio A., Makarova O.V., Findlay K.C., Grieve V.M., Toth R., Nicolaisen M., Hogenhout S.A. Phytoplasma effector SAP54 induces indeterminate leaf-like flower development in Arabidopsis plants. Plant Physiol., 2011, 157(2): 831-841 ( )
  • DOI: 10.1104/pp.111.181586
  • Orlovskis Z., Hogenhout S.A. A bacterial parasite effector mediates insect vector attraction in host plants independently of developmental changes. Frontier Plant Science, 2016, 7: 885 ( )
  • DOI: 10.3389/fpls.2016.00885
  • Saccardo F., Martini M., Palmano S., Ermacora P., Scortichini M., Loi N., Firrao G. Genome drafts of four phytoplasma strains of the ribosomal group 16SrIII. Microbiology, 2012, 158(11): 2805-2814 ( )
  • DOI: 10.1099/mic.0.061432-0
  • Kube M., Schneider B., Kuhl H., Dandekar T., Heitmann K., Migdoll A.M., Reinhardt R., Seemuller E. The linear chromosome of the plant-pathogenic mycoplasma ‘Candidatus Phytoplasma mali’. BMC Genomics, 2008, 9: 306 ( )
  • DOI: 10.1186/1471-2164-9-306
  • Kube M. Insights in host dependency encoded within phytoplasma genomes. Bulletin of Insectology, 2011, 64(Supplement): 9-11.
  • Lee I.-M., Shao J., Bottner-Parker K.D., Gundersen-Rindal D.E., Zhao Y., Davis R.E. Draft genome sequence of "Candidatus Phytoplasma pruni" strain CX, a plant-pathogenic bacterium. Genome Announcements, 2015, 3(5): e01117-15 ( )
  • DOI: 10.1128/genomeA.01117-15
  • Chang S.-H., Cho S.-T., Chen C.-L., Yang J.-Y., Kuo C.-H. Draft genome sequence of a 16SrII-A subgroup phytoplasma associated with purple coneflower (Echinacea purpurea) witches’ broom disease in Taiwan. Genome Announcements, 2015, 3(6): e01398-15 ( )
  • DOI: 10.1128/genomeA.01398-15
  • Zamorano A., Fiore N. Draft genome sequence of 16SrIII-J phytoplasma, a plant pathogenic bacterium with a broad spectrum of hosts. Genome Announcements, 2016, 4(3): e00602-16 ( )
  • DOI: 10.1128/genomeA.00602-16
  • Fischer A., Santana-Cruz I., Wambua L., Olds C., Midega C., Dickinson M., Kawicha P., Khan Z., Masiga D., Jores J., Schneider B. Draft genome sequence of "Candidatus Phytoplasma oryzae" strain Mbita1, the causative agent of Napier grass stunt disease in Kenya. Genome Announcements, 2016, 4(2): e00297-16 ( )
  • DOI: 10.1128/genomeA.00297-16
Еще
Статья обзорная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp