ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2022-1-79-85ovoshchi-1924Research ArticleЗАЩИТА РАСТЕНИЙPLANT PROTECTIONЗараженность 7 сортов картофеля вирусами в полевых условиях Приморского края РФPotato viruses of 7 commercial cultivars grown in field Primorsky Krai of Russiahttps://orcid.org/0000-0002-4383-3390СобкоО. А.SobkoO. A.

Ольга Абдулалиевна Собко – аспирант, младший научный сотрудник лаборатории селекционно-генетических исследований полевых культур

692539, Приморский край, г. Уссурийск, пос. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30б

Olga A. Sobko – Ph.D. student, Junior Researcher at the laboratory of breeding and genetic research of field crops

30 B, Volozhenina st., Timiryazevsky stl., Ussuriysk, Primorsky krai, 692539

o.eyvazova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1727-4641ФисенкоП. В.FisenkoP. V.

Петр Викторович Фисенко – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, исполняющий обязанности заведующего лабораторией селекционно-генетических исследований полевых культур

692539, Приморский край, г. Уссурийск, пос. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30б

Petr V. Fisenko – Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher, acting head of the laboratory of breeding and genetic research of field crops

30 B, Volozhenina st., Timiryazevsky stl., Ussuriysk, Primorsky krai, 692539

https://orcid.org/0000-0002-0656-0645КимИ. В.KimI. V.

Ирина Вячеславовна Ким –кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, и.о. заведующего лабораторией диагностики болезней картофеля

692539, Приморский край, г. Уссурийск, пос. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30б

Irina V. Kim – Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher, acting head of the laboratory of potato disease diagnostics

30 B, Volozhenina st., Timiryazevsky stl., Ussuriysk, Primorsky krai, 692539

https://orcid.org/0000-0002-0165-1716МацишинаН. В.MatsishinaN. V.

Наталия Валериевна Мацишина – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории селекционно-генетических исследований полевых культур

692539, Приморский край, г. Уссурийск, пос. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30б

Nathalia V. Matsishina –Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher, the laboratory of breeding and genetic research of field crops

30 B, Volozhenina st., Timiryazevsky stl., Ussuriysk, Primorsky krai, 692539

mnathalie134@gmail.comФГБНУ «Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки»РоссияFSBSI “Federal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East A.K. Chaiki”Russian Federation202205032022017985Copyright © Собко О.А., Фисенко П.В., Ким И.В., Мацишина Н.В., 20222022Собко О.А., Фисенко П.В., Ким И.В., Мацишина Н.В.Sobko O.A., Fisenko P.V., Kim I.V., Matsishina N.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vegetables.su/jour/article/view/1924Актуальность

Актуальность. Фитовирусы приводят к большим экономическим потерям в производстве картофеля, особенно если растения инфицируются на ранних стадиях или при смешанных инфекциях. Вирусные инфекции не только снижают урожай, но и ухудшают его качество. Обнаружение и идентификация вирусов растений имеет первостепенное значение для предотвращения их распространения и обеспечения урожайности, заложенной характеристиками сортов.

Методика исследования

Методика исследования. В полевом эксперименте, заложенном стационарно, использовалось 7 сортов картофеля российской и зарубежной селекции: Смак, Августин, Янтарь, Laperla, Labella, Red Lady, Sante, Belmonda. Проявление фитовирусной инфекции оценивали по наличию растений с симптомами от общего числа в процентах. Кроме показателя частоты заражения, при визуальной оценке описывали степень развития болезни. Тотальную РНК выделяли из зеленых частей растений по Bekesiova I. et al. 1999 [Bekesiova, 1999]. Качественное и количественное определение фитовирусов в пробах проводили одношаговой ОТ-ПЦР с флуоресцентной детекцией в реальном времени в амплификаторе QuantStudio 5 (Applied Biosystems) с использованием коммерческих наборов серии «Potato Virus X, Y, M, L, S, A, PSTVdRT» (Синтол).

Результаты

Результаты. В результате исследований были описаны симптомы проявления ассоциативной вирусной инфекции на сортах картофеля, в зависимости от концентрации и соотношения этих вирусов в растении. Смешанная фитовирусная инфекция на картофельном поле в Приморском крае состояла из PVY, PVX, PVA, PVS, PVM, а также PLRV и PSTVd.

Scientific relevance

Scientific relevance. Plant viruses cause a significant economic loss to potato production, especially if plants are infected at early growth stages and infections are mixed. Viral diseases reduce both yield and quality of harvested crops. Detection and identification of plant viruses are key important to prevent their spreading and to achieve potential yield predetermined by characteristics of varieties.

Research methods

Research methods. Seven potato varieties, bred in Russia and overseas, were used in the field experiment: Smak, Avgustin, Yantar, Laperla, Labella, Red Lady, Sante, Belmonda. Viral infection rate was measured by the percent of plants with symptoms to the total number of plants. In addition to infection frequency, a disease rate was described after visual estimation. Total RNA was isolated from the collected leaves according to Bekesiova I. et al. 1999 [13]. Qualitative and quantitative estimation of plant viruses in the samples were conducted by single-step real-time RT-PCR with fluorescent detection with the Applied Biosystems QuantStudio 5 and commercial kits “Potato Virus X, Y, M, L, S, A, PSTVd-RT” (Syntol Company) according to the official protocol of the kits.

Results

Results. As a result of our research, symptoms of mixed viral infection were described for potato varieties depending on concentrations and proportions of these viruses in a plant. Mixed viral infection in the potato field in Primorsky Krai comprised PVY, PVX, PVA, PVS, PVM, also PLRV and PSTVd.

 

 

фитовирусынасекомые-векторыmixed viral infectionsSolanum tuberosumplant virusesinsect vectorsmixed viral infectionsSolanum tuberosumReferencesKolliopoulou A., Kontogiannatos D., Swevers L. The Use of Engineered Plant Viruses in a Trans-Kingdom Silencing Strategy Against Their Insect Vectors. Front. Plant Sci. 2020;(11):917. doi: 10.3389/fpls.2020.00917Kolliopoulou A., Kontogiannatos D., Swevers L. The Use of Engineered Plant Viruses in a Trans-Kingdom Silencing Strategy Against Their Insect Vectors. Front. Plant Sci. 2020;(11):917. doi: 10.3389/fpls.2020.00917Pourrahim R., Farzadfar Sh., Golnaraghi A.R., Ahoonmanesh A. Incidence and distribution of important viral pathogens in some Iranian potato fields. Plant Dis. 2007;(91):609-615. DOI:10.1094/PDIS-91-5-0609Pourrahim R., Farzadfar Sh., Golnaraghi A.R., Ahoonmanesh A. Incidence and distribution of important viral pathogens in some Iranian potato fields. Plant Dis. 2007;(91):609-615. DOI:10.1094/PDIS-91-5-0609Ngoh Dooh J.P., Boydoul F.U., Madjerembe A., Tchoupou Tsouala D.B., Hawaou Adagoro D.B., Kosma P., Ambang Z. Inventory of the potato diseases and impact on growth and yield traits in far North Cameroon. Int. J. Biol. Chem. Sci. 2020;14(8):2826-2836. DOI: https://dx.doi.org/10.4314/ijbcs.v14i8.14Ngoh Dooh J.P., Boydoul F.U., Madjerembe A., Tchoupou Tsouala D.B., Hawaou Adagoro D.B., Kosma P., Ambang Z. Inventory of the potato diseases and impact on growth and yield traits in far North Cameroon. Int. J. Biol. Chem. Sci. 2020;14(8):2826-2836. DOI: https://dx.doi.org/10.4314/ijbcs.v14i8.14Murphy A. F., Rondon S. I., Moreno A., Fereres A. Effect of Potato virus Y Presence in Solanum tuberosum (Solanales: Solanaceae) and Chenopodium album on Aphid (Hemiptera: Aphididae) Behavior. Environmental Entomology. 2018;XX(X):1- 6. DOI: 10.1093/ee/nvy041Murphy A. F., Rondon S. I., Moreno A., Fereres A. Effect of Potato virus Y Presence in Solanum tuberosum (Solanales: Solanaceae) and Chenopodium album on Aphid (Hemiptera: Aphididae) Behavior. Environmental Entomology. 2018;XX(X):1- 6. DOI: 10.1093/ee/nvy041Sobko O.A., Matsishina N.V., Fesenko P.V., Kim I.V., Didora A.S., Boginskay N.G., Volkov D.I. Viruses in the agrobiocenosis of the potato fields. IOP Conference Serie: Earth and Environmental Science. 2021;677(5):052093. DOI:10.1088/1755-1315/677/5/052093. (In Russ.)Sobko O.A., Matsishina N.V., Fesenko P.V., Kim I.V., Didora A.S., Boginskay N.G., Volkov D.I. Viruses in the agrobiocenosis of the potato fields. IOP Conference Serie: Earth and Environmental Science. 2021;677(5):052093. DOI:10.1088/1755-1315/677/5/052093. (In Russ.)Cervantes F.A., Alvarez J.M. Within plant distribution of Potato Virus Y in hairy nightshade (Solanum sarrachoides): An inoculum source affecting PVY aphid transmission. Virus Research. 2011;(159):194–200. DOI:10.1016/j.virusres.2011.05.003Cervantes F.A., Alvarez J.M. Within plant distribution of Potato Virus Y in hairy nightshade (Solanum sarrachoides): An inoculum source affecting PVY aphid transmission. Virus Research. 2011;(159):194–200. DOI:10.1016/j.virusres.2011.05.003Pankhuri S., Sajad U. N., Manoj K. Y., Abhishek D.. Mixed infection of plant viruses: diagnostics, interactions and impact on host. Journal of Plant Diseases and Protection. 2020;128(4). DOI:10.1007/s41348-020-00384-0Pankhuri S., Sajad U. N., Manoj K. Y., Abhishek D.. Mixed infection of plant viruses: diagnostics, interactions and impact on host. Journal of Plant Diseases and Protection. 2020;128(4). DOI:10.1007/s41348-020-00384-0Syller J., Grupa A. Antagonistic within-host interactions between plant viruses: molecular basis and impact on viral and host fitness. Molecular Plant Pathology. 2016;17(5):769–782. DOI: 10.1111/mpp.12322Syller J., Grupa A. Antagonistic within-host interactions between plant viruses: molecular basis and impact on viral and host fitness. Molecular Plant Pathology. 2016;17(5):769–782. DOI: 10.1111/mpp.12322Государственный реестр селекционных достижений, Допущенных к использованию. Сорта растений: офиц. изд.: М., 2021;(1):719.The State Register for Selection Achievements Admitted for Usage. Plant varieties: Official Publ.: Moscow, 2021;(1):719. (In Russ.)Рябушкина Н.А., Омашева М.Е., Галиакпаров Н.Н. Специфика выделения ДНК из растительных объектов. Биотехнология. Теория и практика. 2012;(2):9-26. DOI:10.11134/btp.2.2012.1Ryabushkina N.A., Omasheva M.E., Galiakparov N.N. Specifics of DNA isolation from plant objects. Biotechnology. Theory and practice. 2012;(2):9-26. DOI:10.11134/btp.2.2012.1 (In Russ.)Широкий унифицированный классификатор СЭВ и Международный классификатор СЭВ видов картофеля секции Tuberarium (Dun.) Buk. рода Solanum L. Л.: ВИР, 1977. 60 с.The broad unified CMEA classifier and international classifier of CMEA for potato varieties of section Tuberarium (Dun.) Buk. of genus Solanum L. Leningrad: VIR Publ.; 1977. 60 p. (In Russ.)Панычева Ю.С., Васильев Д.М., Супрунова Т.П., Сахарова А.Н., Игнатов А.Н. Динамика поражения сортов картофеля вирусом Y в полевых условиях. Картофель и овощи. 2019;(5):25-29. DOI: 10.25630/PAV.2019.45.82.006Panycheva Yu.S., Vasil’ev D.M., Suprunova T.P., Sakharova A.N., Ignatov A.N. Dynamics of infection of potato varieties with virus Y in field conditions. Potato and vegetables. 2019;(5):25-29. DOI: 10.25630/PAV.2019.45.82.006. (In Russ.)Kumar R., Tiwari R. K., Jeevalatha A., Kaundal P., Sharma S., Chakrabarti S.K. Potato viruses and their diagnostic techniques: An overview. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2019;8(6):1932-1944Kumar R., Tiwari R. K., Jeevalatha A., Kaundal P., Sharma S., Chakrabarti S.K. Potato viruses and their diagnostic techniques: An overview. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2019;8(6):1932-1944Bekesiova I., Nap J-P., Mlynarova L. Isolation of high quality DNA and RNA from leaves of the carnivorous plant Drosera rotundifolia. Plant Molecular Biology Reporter. 1999;(17):269- 277.Bekesiova I., Nap J-P., Mlynarova L. Isolation of high quality DNA and RNA from leaves of the carnivorous plant Drosera rotundifolia. Plant Molecular Biology Reporter. 1999;(17):269- 277.Watzinger F., Ebner K., Lion T. Detection and monitoring of virus infections by real-time PCR. Molecular Aspects of Medicine. 2006;(27):254–298. DOI: 10.1016/j.mam.2005.12.001Watzinger F., Ebner K., Lion T. Detection and monitoring of virus infections by real-time PCR. Molecular Aspects of Medicine. 2006;(27):254–298. DOI: 10.1016/j.mam.2005.12.001Nyalugwe E.P., Wilson C.R., Coutts B.A., Jones R.A.C. Biological properties of Potato virus X in potato: Effects of mixed infection with Potato virus S and resistance phenotypes in cultivars from three continents. Plant Dis. 2012;(96):43-54. DOI: 10.1094/PDIS-04-11-0305Nyalugwe E.P., Wilson C.R., Coutts B.A., Jones R.A.C. Biological properties of Potato virus X in potato: Effects of mixed infection with Potato virus S and resistance phenotypes in cultivars from three continents. Plant Dis. 2012;(96):43-54. DOI: 10.1094/PDIS-04-11-0305Karyeija R.F., Kreuze J.F., Gibson R.W., Valkonen J.P.T. Synergistic Interactions of a Potyvirus and a Phloem-Limited Crinivirus in Sweet Potato Plants. Virology. 2000;(269):26–36. DOI:10.1006/viro.1999.0169Karyeija R.F., Kreuze J.F., Gibson R.W., Valkonen J.P.T. Synergistic Interactions of a Potyvirus and a Phloem-Limited Crinivirus in Sweet Potato Plants. Virology. 2000;(269):26–36. DOI:10.1006/viro.1999.0169Savenkov E.I., Valkonen J.P.T. Potyviral helper componentproteinase expressed in transgenic plants enhances titers of Potato leaf roll virus but does not alleviate its phloem-limitation. Virology. 2001;283(2):285-293. DOI: 10.1006viro.2000.0838Savenkov E.I., Valkonen J.P.T. Potyviral helper componentproteinase expressed in transgenic plants enhances titers of Potato leaf roll virus but does not alleviate its phloem-limitation. Virology. 2001;283(2):285-293. DOI: 10.1006viro.2000.0838Kolychikhina M.S., Beloshapkina O.O., Phiri C. Change in potato productivity under the impact of viral diseases. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2021;(663). DOI:10.1088/1755-1315/663/1/012035 (In Russ.)Kolychikhina M.S., Beloshapkina O.O., Phiri C. Change in potato productivity under the impact of viral diseases. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2021;(663). DOI:10.1088/1755-1315/663/1/012035 (In Russ.)Srinivasan R., Alvarez J. M. Effect of Mixed Viral Infections (Potato Virus Y–Potato Leafroll Virus) on Biology and Preference of Vectors Myzus persicae and Macrosiphum euphorbiae (Hemiptera: Aphididae). J. Econ. Entomol. 2007;100(3):646-655. DOI: 10.1603/0022-0493(2007)100[646:EOMVIP]2.0.CO;2Srinivasan R., Alvarez J. M. Effect of Mixed Viral Infections (Potato Virus Y–Potato Leafroll Virus) on Biology and Preference of Vectors Myzus persicae and Macrosiphum euphorbiae (Hemiptera: Aphididae). J. Econ. Entomol. 2007;100(3):646-655. DOI: 10.1603/0022-0493(2007)100[646:EOMVIP]2.0.CO;2Awasthi L.P., Verma H.N. Current status of viral diseases of potato and their ecofriendly management-A critical review. Virol Res Rev. 2017;1(4):1-16. DOI:10.15761/VRR.10001Awasthi L.P., Verma H.N. Current status of viral diseases of potato and their ecofriendly management-A critical review. Virol Res Rev. 2017;1(4):1-16. DOI:10.15761/VRR.10001Chatzivassiliou1 E.K., Moschos E., Gazi S., Koutretsis P., Tsoukaki M. Infection of potato crops and seeds with potato virus Y and potato leafroll virus in Greece. Journal of Plant Pathology. 2008;90(2):253-261.Chatzivassiliou1 E.K., Moschos E., Gazi S., Koutretsis P., Tsoukaki M. Infection of potato crops and seeds with potato virus Y and potato leafroll virus in Greece. Journal of Plant Pathology. 2008;90(2):253-261.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.