Видовой состав грибов рода Fusarium link на культуре чеснока в условиях Московской области

Автор: Диаките С., Поляков А.В., Стахеев А.А., Алексеева Т.В., Завриев С.К., Said R.R.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Фитопатология

Статья в выпуске: 1 т.57, 2022 года.

Бесплатный доступ

Производство чеснока ( Allium sativum L.) сдерживается отсутствием семенного размножения и высокой чувствительностью к фитопатогенным организмам грибной, бактериальной, вирусной и нематодной природы. В настоящее время наиболее вредоносным заболеванием на этой культуре считается фузариозная сухая гниль, вызываемая почвенными грибами рода Fusarium . В представленной работе впервые проведена количественная оценка соотношения основных возбудителей фузариозной сухой гнили, поражающих чеснок на территории Московской области с использованием мультидисциплинарного подхода. Показаны процентные отношения встречаемости ключевых патогенов, выявлена высокая вредоносность и доминирующее положение в комплексе возбудителей сухой гнили вида F. proliferatum . Целью работы было исследование видового состава фитопатогенных грибов рода Fusarium на культуре чеснока в условиях Московской области. Исследования были проведены на чесноке озимом сорта Гладиатор (Всероссийский НИИ овощеводства - филиал ФГБНУ Федеральный научный центр овощеводства, Московская обл., Раменский р-н). В период с 2019 по 2021 год отобрали 1108 луковиц, которые разделили на группы, характеризующиеся одинаковыми симптомами поражения луковиц и зубков. Для выделения патогенов из каждого образца отбирали по 200 зубков, которые поверхностно стерилизовали по принятым методикам. После стерилизации соскобы с зараженных тканей зубков помещали в стерильные чашки Петри и инкубировали на среде Чапека при 25 °C в течение 12 сут. Колонии патогенов подвергали последовательному пересеву до получения моноспоровой культуры. После этого изоляты были классифицированы с использованием таксономических ключей. Кроме того, вычисляли частоту встречаемости патогенов. Для подтверждения таксономической идентификации изолятов проводили молекулярно-генетический анализ маркерных последовательностей генов TEF1a (ген фактора элонгации трансляции 1 альфа) (~ 550 п.о.) и MCM7 (ген, кодирующий белок поддержания минихромосом 7) (~ 650 п.о.). Также был выполнен анализ ДНК изолятов с помощью количественной ПЦР с праймерами, специфичными к F. proliferatum . Для анализа расшифрованных нуклеотидных последовательностей генов TEF1a и МСМ7 использовали алгоритм BLAST на сайте NCBI (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi). Из 1108 пораженных луковиц чеснока были выделены представители 7 родов грибов: Fusarium , Penicillium , Botrytis , Embellisia , Aspergillus , Alternaria , Sclerotium с разной степенью встречаемости. Среди перечисленных патогенов представители рода Fusarium оказались самыми распространенными с частотой встречаемости более 44 %. В пределах рода Fusarium были идентифицированы 6 видов: F. proliferatum , F. oxysporum , F. poae , F. verticilloides , F. culmorum и F. acuminatum , из которых F. proliferatum оказался доминирующим (61,4-75,6 %). Секвенирование ДНК-маркеров подтвердило принадлежность ряда изолятов к виду F. proliferatum. Соответствие с депонированными в базе данных NCBI последовательностями составило 99-100 % для TEF1a (номера референсных последовательностей MN158137, KP267240, MN012923, KT224299) и 98-99 % для MCM7 (номера референсных последовательностей XM031230017, XM031176796, XM31230017). Эти результаты были подтверждены с помощью анализа количественной ПЦР со специфичными праймерами. Полученные результаты дополняют имеющиеся данные по распространенности и динамике изменений видового состава грибов рода Fusarium в Московской области, а также имеют прикладное значение, давая возможность разрабатывать более эффективные способы профилактики и борьбы с фузариозными заболеваниями чеснока.

Еще

Чеснок, fusarium, фузариозная сухая гниль, частота встречаемости, днк-маркеры, полимеразная цепная реакция

Короткий адрес: https://sciup.org/142234461

IDR: 142234461

Список литературы Видовой состав грибов рода Fusarium link на культуре чеснока в условиях Московской области

  • Galvez Patón L. Etiología, epidemiología y estrategias de control de la podredumbre del diente de ajo (Allium sativum L.). Ingeniera Agrynoma, Madrid, 2017 (doi: 10.20868/UPM.thesis.45532).
  • Алексеева Т.В., Диаките С., Поляков А.В. Эффективность применения фунгицидов на чесноке (Allium sativum L.) в период вегетации. Мат. Межд. науч.-практ. конф. «Инновации в сельском хозяйстве и экологии». Рязань, 2020: 8-11.
  • Шестакова К.С. Селекционно-иммунологическая характеристика устойчивости чеснока озимого (Allium sativum L.) к фузариозной гнили. Автореф. канд. дис. М., 2009.
  • Середин Т.М., Герасимова Л.И., Козарь Е.Г., Енгалычева И.А., Баранова Е.В. Распространение и вредоносность микозов на культуре чеснока озимого в условиях Московской области. Овощи России, 2018, 6: 84-90 (doi: 10.18619/2072-9146-2018-6-84-90).
  • Dugan F.M., Lupien S.L., Hellier B.C. Infection by Fusarium proliferatum in aerial garlic bulbils is strongly reduced compared to rates in seed cloves when both originate from infected bulbs. Crop Protection, 2019, 116: 43-48 (doi: 10.1016/j.cropro.2018.10.006).
  • Filyushin M.A., Anisimova O.K., Kochieva E.Z., Shchennikova A.V. Genome-wide identification and expression of chitinase class I genes in garlic (Allium sativum L.) cultivars resistant and susceptible to Fusarium proliferatum. Plants, 2021, 10(4): 720 (doi: 10.3390/plants10040720).
  • Aoki T., O'Donnell K., Geiser D.M. Systematics of key phytopathogenic Fusarium species: status and future challenges. Journal of General Plant Pathology, 2014, 80(3): 189-201 (doi: 10.1007/s10327-014-0509-3).
  • Munkvold G.P. Fusarium species and their associated mycotoxins. In: Mycotoxigenic fungi. Methods and protocols, vol. 1542 /A. Moretti, A. Susca (eds.). Humana Press, NY, 2017: 51-106 (doi: 10.1007/978-1-4939-6707-0_4).
  • Cobo-Díaz J.F., Baroncelli R., Le Floch G., Picot A. A novel metabarcoding approach to investigate Fusarium species composition in soil and plant samples. FEMS Microbiology Ecology, 2019, 95(7): fiz084 (doi: 10.1093/femsec/fiz084).
  • Palmero D., de Cara M., Nosir W., Galez Paton L., Cruz A., Woodward S., Gonzalez-Jaen M.T., Tello J.C. Fusarium proliferatum isolated from garlic in Spain: Identification, toxigenic potential and pathogenicity on related Allium species. Phytopathologia Mediterranea, 2012, 51(1): 207-218.
  • O'Donnell K., Rooney A.P., Proctor R.H., Brown D.W., McCormick S.P., Ward T.J., Frand-sen R.Jn., Lysoe E., Rehner S., Aoki T., Robert V., Crous P.W., Groenewald J.Z., Kang S., Geiser D.M. Phylogenetic analyses of RPB1 and RPB2 support a middle Cretaceous origin for a clade comprising all agriculturally and medically important fusaria. Fungal Genetics and Biology, 2013, 52: 20-31 (doi: 10.1016/j.fgb.2012.12.004).
  • Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. Сорта растений. М., 2021: 375-377.
  • Le D., Audenaert K., Haesaert G. Fusarium basal rot: profile of an increasingly important disease in Allium spp. Tropical Plant Pathology, 2021, 46: 241-253 (doi: 10.1007/s40858-021-00421-9).
  • Mondani L., Chiusa G., Battilani P. Chemical and biological control of Fusarium species involved in garlic dry rot at early crop stages. European Journal of Plant Pathology, 2021, 160: 575-587 (doi: 10.1007/s10658-021-02265-0).
  • Bjelic D., Ignjatov M., Marinkovic J., Milosevic D., Nikolic Z., Gvozdanovic-Varga J., Kara-man M. Bacillus isolates as potential biocontrol agents of Fusarium clove rot of garlrc. Zemdirbyste-Agriculture, 2018, 105(4): 369-376 (doi: 10.13080/z-a.2018.105.047).
  • Середин Т.М., Козарь Е.Г., Герасимова Л.И., Енгалычева И.А. Распространение и вредоносность микозов на культуре чеснока озимого в условиях Московской области. Овощи России, 2018, 6: 84-90 (doi: 10.18619/2072-9146-2018-6-84-90).
  • Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. М., 2011.
  • Диаките С., Поляков А.В., Алексеева Т.В., Азопкова М.А., Муравьева И.В. Микотоксины грибов рода Fusarim и их опасность для здоровья человека. Мат. Всерос. науч.-практ. конф. с международным участием, посвященной профессору Ю.Д. Жилову «Экология и здоровье человека». М., 2020: 93-97.
  • Leslie J.F., Summerell B.A. The Fusarium laboratory manual. Blackwell Publishing, 2006.
  • Стахеев А.А., Самохвалова Л.В., Микитюк О.Д., Завриев С.К. Филогенетический анализ и молекулярное типирование трихотеценпродуцирующих грибов рода Fusarium из российских коллекций. Acta Naturae, 2018, 10(2): 79-92 (doi: 10.32607/20758251-2018-10-2-79-92).
  • Stakheev A.A., Khairulina D.R., Zavriev S.K. Four-locus phylogeny of Fusarium avenaceum and related species and their species-specific identification based on partial phosphate permease gene sequences. International Journal of Food Microbiology, 2016, 225: 27-37 (doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2016.02.012).
  • Mondani L., Chiusa G., Battilani P. Fungi associated with garlic during the cropping season, with focus on Fusarium proliferatum and F. oxysporum. Plant Health Progress, 2021, 22(1): 37-46 (doi: 10.1094/PHP-06-20-0054-RS).
  • Dugan F.M., Hellier B.C., Lupien S.L. First report of Fusarium proliferatum causing rot of garlic bulbs in North America. Plant Pathology, 2003, 52(3): 426 (doi: 10.1046/j.1365-3059.2003.00852.x).
  • Филюшин М.А., Данилова О.А., Середин Т.М. Идентификация патогенных грибов в луковицах чеснока при хранении и в корневой сфере в период роста растений. Овощи России, 2021, 3: 105-109 (doi: 10.18619/2072-9146-2021-3-105-109).
  • Seefelder W., Gossmann M., Humpf H. Analysis of fumonisin B1 in Fusarium proliferatum-in-fected asparagus spears and garlic bulbs from Germany by liquid chromatography-electrospray ionization mass spectrometry. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50(10): 2778-2781 (doi: 10.1021/jf0115037).
  • Stankovic S., Levic J., Petrovic T., Logrieco A., Moretti A. Pathogenicity and mycotoxin production by Fusarium proliferatum isolated from onion and garlic in Serbia. European Journal of Plant Pathology, 2007, 118(2): 165-172 (doi: 10.1007/s10658-007-9126-8).
  • Tonti S., Dal Prà M., Nipoti P., Prodi A., Alberti, I. First report of Fusarium proliferatum causing rot of stored garlic bulbs (Allium sativum L.) in Italy. Journal of Phytopathology, 2012, 160: 761763 (doi: 10.1111/jph.12018).
  • Galvez L., Palmero D. Incidence and etiology of postharvest fungal diseases associated with bulb rot in garlic (Alllium sativum) in Spain. Foods, 2021, 10(5): 1063 (doi: 10.3390/foods10051063).
  • Sankar N.R., Babu G.P. First report of Fusarium proliferatum causing rot of garlic bulbs (Allium sativum) in India. Plant Disease, 2012, 96(2): 290 (doi: 10.1094/PDIS-08-11-0649).
  • Moharam M.H.A., Farrag E.S.H., Mohamed M.D.A. Patogenetic fungi in garlic seed cloves and first report of Fusarium proliferatum causing cloves rot of stored bulbs in upper Egypt. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 2013, 46(17): 2096-2103 (doi: 10.1080/03235408.2013.785122).
  • Leyronas C., Chrétien P.L., Troulet C., Duffaud M., Villeneuve F., Morris C.E., Hunyadi H. First report of Fusarium proliferatum causing garlic clove rot in France. Plant Disease, 2018, 102(12): 2658 (doi: 10.1094/PDIS-06-18-0962-PDN).
Еще
Статья научная