Симбиотические взаимоотношения грибов Fusarium и Alternaria, колонизирующих зерно овса

Симбиотические взаимоотношения грибов Fusarium и Alternaria, колонизирующих зерно овса

Автор: Орина А.С., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Лоскутов И.Г.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Генетические ресурсы, интрогрессия, иммунитет (к 130-летию со дня рождения Н.И. Вавилова)

Статья в выпуске: 5 т.52, 2017 года.

Бесплатный доступ

Известно, что в естественной микобиоте зерна доминируют представители родов Fusarium и Alternaria. Также очевидно, что, обитая совместно на общем субстрате, они могут влиять друг на друга. В представленном исследовании мы впервые показали, что взаимоотношения между продуцирующими токсины грибами Fusarium и Alternaria, обитающими на зерне овса Avena L., имеют симбиотический характер. Селекционные сорта и перспективные линии овса (21 генотип) разного эколого-географического происхождения, сохраняемые в мировой коллекции ВИР (Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова), были оценены по зараженности грибами Fusarium и Alternaria с помощью количественной ПЦР (qPCR) и накоплению микотоксина дезоксиниваленола (ДОН). Наиболее зараженными грибами Alternaria и F. culmorum оказались генотипы Gere, Våler, КСИ 731/01 и КСИ 432/08. Максимальные количества микотоксина (до 1179 мкг/кг) были выявлены в зерне селекционной линии КСИ 432/08, а также сортов Belinda и Конкур. Самым устойчивым к заражению грибами Alternaria и F. culmorum при минимальном накоплении ДОН оказался сорт Стиплер. Генотипы овса c более крупным зерном сильнее подвергались заражению грибами, а генотипы с высоким показателем пленчатости содержали больше ДОН. При анализе образцов зерна была выявлена высокая достоверная связь между содержанием ДНК F. culmorum и ДНК видов Fusarium spp., способных продуцировать трихотеценовые микотоксины (Tri- Fusarium ) ( r = +0,67, p

Еще

Овес, зерно, грибы, днк, дезоксиниваленол, симбиотические отношения

Короткий адрес: https://sciup.org/142214088

IDR: 142214088   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2017.5.986rus

Список литературы Симбиотические взаимоотношения грибов Fusarium и Alternaria, колонизирующих зерно овса

  • Вавилов Н.И. Избранные произведения в двух томах. Т. 2. Учение о иммунитете растений к инфекционным заболеванием/Под ред. Ф.Х. Бахтеева. Л., 1967.
  • Xu X., Nicholson P. Community ecology of fungal pathogens causing wheat head blight. Ann. Rev. Phytopathol., 2009, 47: 83-103 ( ) DOI: 10.1146/annurev-phyto-080508-081737
  • Scherm B., Balmas V., Spanu F., Pani G., Delogu G., Pasquali M., Migheli Q. Fusarium culmorum: causal agent of foot and root rot and head blight on wheat. Mol. Plant Pathol., 2013, 14(4): 323-341 ( ) DOI: 10.1111/mpp.12011
  • Левитин М.М., Иващенко В.Г., Шипилова Н.П., Нестеров А.Н., Гагкаева Т.Ю., Поторочина И.Г., Афанасьева О.Б. Возбудители фузариоза колоса зерновых культур и форм проявления болезни на северо-западе России. Микология и фитопатология, 1994, 28(3): 58-64.
  • Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Буркин А.А., Кононенко Г.П. Зараженность грибами рода Fusarium и контаминация микотоксинами зерна овса и ячменя на севере Нечерноземья. Сельскохозяйственная биология, 2009, 6: 89-93.
  • Гагкаева Т.Ю., Гаврилова О.П., Левитин М.М. Биоразнообразие и ареалы основных токсинпродуцирующих грибов рода Fusarium. Биосфера, 2014, 6(1): 36-45.
  • Pasquali M., Beyer M., Logrieco A. et al. A European database of Fusarium graminearum and F. culmorum trichothecene genotypes. Front. Microbiol., 2016, 7: 406 ( ) DOI: 10.3389/fmicb.2016.00406
  • Schaafsma A.W., Hooker D.C. Climatic models to predict occurrence of Fusarium toxins in wheat and maize. Int. J. Food Microbiol., 2007, 119: 116-125 ( ) DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2007.08.006
  • Lindblad M., Börjesson T., Hietaniemi V., Elen O. Statistical analysis of agronomical factors and weather conditions influencing deoxynivalenol levels in oats in Scandinavia. Food Addit. Contam., 2011, 29(10): 1566-1571 ( ) DOI: 10.1080/19440049.2011.647335
  • Müller M.E.H., Steier I., Köppen R., Siegel D., Proske M., Korn U., Koch M. Cocultivation of phytopathogenic Fusarium and Alternaria strains affects fungal growth and mycotoxin production. J. Appl. Microbiol., 2012, 113: 874-887 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-2672.2012.05388.x
  • Solomon P.S. Assessing the mycotoxigenic threat of necrotrophic pathogens of wheat. Mycotoxin Res., 2011, 27: 231-237 ( ) DOI: 10.1007/s12550-011-0108-5
  • Savelieva E., Gustyleva L., Kessenikh E., Khlebnikova N., Leffingwell J., Gavrilova O., Gagkaeva T. Study of the vapor phase over Fusarium fungi cultured on various substrates. Chemistry and Biodiversity, 2016, 13(7): 891-903 ( ) DOI: 10.1002/cbdv.201500284
  • Weikl F., Ghirardo A., Schnitzler J.-P., Pritsch K. Sesquiterpene emissions from Alternaria alternata and Fusarium oxysporum: effects of age, nutrient availability, and co-cultivation. Scientific Reports, 2016, 6: 22152 ( ) DOI: 10.1038/srep22152
  • Kosiak B., Torp M., Skjerve E., Andersen B. Alternaria and Fusarium in Norwegian grains of reduced quality -a matched pair sample study. Int. J. Food Microbiol., 2004, 93(1): 51-62 ( ) DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2003.10.006
  • Ганнибал Ф.Б. Alternaria spp. в семенах зерновых культур в России. Микология и фитопатология, 2008, 42(4): 359-368.
  • Гаврилова О.П., Ганнибал Ф.Б., Гагкаева Т.Ю. Зараженность зерна овса грибами Fusarium и Alternaria и ее сортовая специфика в условиях северо-запада России. Сельскохозяйственная биология, 2016, 51(1): 111-118 ( ) DOI: 10.15389/agrobiology.2016.1.111rus
  • Simmons E.G. Alternaria. An Identification Manual. Utrecht, CBS, 2007.
  • Andersen B., Krøger E., Roberts R.G. Chemical and morphological segregation of Alternaria arborescens, A. infectoria and A. tenuissima species-group. Mycol. Res., 2002, 106(2): 170-182 ( ) DOI: 10.1017/S0953756201005263
  • Lević J., Stanković S., Krnjaja V., Tančić S., Ivanović D., Bočarov-Stan-čić A. Relationships of mycobiota on rachides and kernels of wheat. Eur. J. Plant Pathol., 2012, 134(2): 249-256 ( ) DOI: 10.1007/s10658-012-9982-8
  • González H.H.L., Martínez E.J., Pacin A., Resnik S.L. Relationship between Fusarium graminearum and Alternaria alternata contamination and deoxynivalenol occurrence on Argentinian durum wheat. Mycopathologia, 1999, 144: 97-102.
  • Kulik T., Treder K., Załuski D. Quantification of Alternaria, Cladosporium, Fusarium and Penicillium verrucosum in conventional and organic grains by qPCR. J. Phytopathol., 2015, 163: 522-528 ( ) DOI: 10.1111/jph.12348
  • Гаврилова О.П., Грибченко Э.С., Лоскутов И.Г., Гагкаева Т.Ю. Влияние цветковой пленки на микобиоту генотипов овса. Современная микология в России, 2015, 5: 44-46.
  • Gagkaeva T.Y., Gavrilova O.P., Yli-Mattila T., Loskutov I.G. The sources of resistance to Fusarium head blight in VIR oat collection. Euphytica, 2013, 191(3): 355-364 ( ) DOI: 10.1007/s10681-013-0865-7
  • Лоскутов И.Г., Ковалева О.Н., Блинова Е.В. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. СПб, 2012.
  • 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.
  • Nicolaisen M., Suproniene S., Nielsen L.K., Lazzaro I., Spliid N.H., Justesen A.F. Real-time PCR for quantification of eleven individual Fusarium species in cereals. J. Microbiol. Meth., 2009, 76: 234-240 ( ) DOI: 10.1016/j.mimet.2008.10.016
  • 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. J. Environ. Monitor., 2006, 8: 1235-1241 ( ) DOI: 10.1039/b609840a
  • Pavón M.Á., Luna A., de la Cruz S., González I., Martín R., García T. PCR based assay for the detection of Alternaria species and correlation with HPLC determination of altenuene, alternariol and alternariol monomethyl ether production in tomato products. Food Control, 2012, 25(1): 45-52 ( ) DOI: 10.1016/j.foodcont.2011.10.009
  • Yli-Mattila T., Paavanen-Huhtala S., Parikka P., Hietaniemi V., Jestoi M., 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 as compared to mycotoxin production in grains in Finland and Russia. Arch. Phytopathol. Pfl., 2008, 41: 243-260 ( ) DOI: 10.1080/03235400600680659
  • Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, 2001, 4(1): 9.
  • Tekauz A., McCallum B., Ames N., Fetch J.M. Fusarium head blight of oat -current status in western Canada. Can. J. Plant Pathol., 2004, 26: 473-479 ( ) DOI: 10.1080/07060660409507167
  • Kurowski T.P., Wysocka U. Fungi colonizing grain of winter spelt grown under two production systems. Phytopathologia, 2009, 54: 45-52.
  • Konstantinova P., Yli-Mattila T. IGS-RFLP analysis and development of molecular markers for identification of Fusarium poae, Fusarium langsethiae, Fusarium sporotrichioides and Fusarium kyushuense. Int. J. Food Microbiol., 2004, 95: 321-331 ( ) DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2003.12.010
  • Saß V., Milles J., Krämer J., Prange A. Competitive interactions of Fusarium graminearum and Alternaria alternata in vitro in relation to deoxynivalenol and zearalenone production. International Journal of Food, Agriculture and Environment, 2007, 5: 257-261.
  • Müller M.E.H., Urban K., Köppen R., Siegel D., Korn U., Koch M. Mycotoxins as antagonistic or supporting agents in the interaction between phytopathogenic Fusarium and Alternaria fungi. World Mycotoxin J., 2015, 8(3): 311-321 ( ) DOI: 10.3920/WMJ2014.1747
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp