Молекулярная диагностика заражения некоторых молдавских сортов томата фитоплазмой.

Актуальность. Применение молекулярных методов позволяет более надежно и быстро определять устойчивые к патогенам генотипы (сорта), сокращая, таким образом, возможные потери продукции и, при этом, сохраняя её экологическую безопасность. Это очень важно в условиях возрастающего спроса на качественные сельскохозяйственные продукты. Цель: использование молекулярной диагностики ʹCandidatus Phytoplasma solaniʹ для сравнения степени заражения некоторых молдавских сортов томата на разных стадиях развития растений.

Материалы и методика. В течение двух сезонов вегетации был проведен молекулярный анализ (нестед-ПЦР) растений четырех молдавских сортов томата (Elvira, Cerasus, Mary Gratefully, Desteptarea), созданных в Институте Генетики, Физиологии и Зашиты Растений, и дикой формы Solanum habrochaites, на присутствие фитопатогена ʹCa. P. solaniʹ.

Результаты. Обнаружено, что распределение инфекции между изученными сортами было различным в процессе развития растений. Учет распространения инфекции на томатном поле проводили в климатических условиях двух сезонов вегетации: сезона 2018 года, который был жарким, но с нормальным количеством осадков в середине лета, и сезона 2019 года, в условиях очень жаркого и засушливого лета. В течение обоих сезонов сорт Cerasus проявил наибольшую устойчивость к инфекции ʹCa. P. solaniʹ, немногим более половины растений этого сорта были поражены столбуром только в конце периода вегетации, после сбора основной части урожая. Сорта Elvira и Desteptarea имели сходные показатели уровня зараженности растений фитоплазмой в течение двух лет исследований. Эти сорта проявили гораздо большую чувствительность к фитоплазменной инфекции по сравнению с сортом Cerasus. Единственным генотипом, чувствительность которого к инфекцииʹCa. P. solaniʹсильно зависела от климатических условий сезона вегетации, оказался сорт Mary Gratefully. Растения дикой формы Solanum habrochaites проявили полную невосприимчивость к фитоплазменной инфекции в течение всего периода вегетации.

Выводы.Сорт Cerasus, наряду с дикой формой Solanum habrochaites, может быть рекомендован для включения в селекционные программы по созданию устойчивых к фитоплазме сортов или гибридов томата. Молекулярная диагностика может служить полезным инструментом в процессе селекции устойчивых генотипов. 

1. Çağlar BK, Elbeaino T, Küsek M, Pehlivan D, Fidan H, Portakaldal M. Stolbur phytoplasma infections in potato and tomato plants from different locations in Turkey. J. Turk. Phytopath. 2010;39(1-3):1-8. ISSN 0378–8024 2010 [cited 2020 Apr 15]. Available from: https://www.researchgate.net/publication/264508571

2. Bertaccini A., Duduk B. Phytoplasma and phytoplasma diseases: a review of recent research. Phytopathol Mediterr [Internet]. [cited 2020 Apr 15] 2010;48(3):355–78. Available from: http://www.fupress.net/index.php/pm/article/view/3300

3. Rojas-Martínez RI. Insect vectors of phytoplasmas. Tropical biology and conservation management. [cited 2020 Apr 15]. Available from: https://www.eolss.net/Sample-Chapters/C20/E6-142-TPE-10.pdf p 46-60

4. Lee I-M., Davis R.E., Gundersen-Rindal D.E. Phytoplasma: Phytopathogenic Mollicutes. Annu Rev Microbiol [Internet]. 2000 Oct 28 [cited 2020 Apr 15]. 2000;54(1):221–55. Available from: http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.micro.54.1.221

5. Davis R.E., Sinclair W.A. Phytoplasma identity and disease etiology. In: Phytopathology. American Phytopathological Society. 1998. P.1372–6.

6. Firrao G, Andersen M, Bertaccini A, Boudon E, Bové JM, Daire X, et al. “Candidatus Phytoplasma”, a taxon for the wall-less, non-helical prokaryotes that colonize plant phloem and insects. Int J Syst Evol Microbiol [Internet]. 2004 Jul [cited 2020 Apr 15]. 2020;54(4):1243–55. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15280299

7. Kube M. Insights in host dependency encoded within phytoplasma genomes. Bull Insectology. 2011;64:9–11. Request PDF [Internet]. [cited 2020 Apr 15]. Available from: https://www.researchgate.net/publication/228520757_Insights_in_host_dependency_encoded_within_phytoplasma_genomes

8. Dickinson M, Tuffen M, Hodgetts J. The Phytoplasmas: An Introduction. In: Methods in molecular biology (Clifton, NJ) [Internet]. 2013 [cited 2020 Apr 15]. P.1–14. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22987401

9. Bertaccini A., Duduk B., Paltrinieri S., Contaldo N. Phytoplasmas and Phytoplasma Diseases: A Severe Threat to Agriculture. Am J Plant Sci [Internet]. 2014 [cited 2020 Apr 15]; 2014;05(12):1763–88. Available from: http://www.scirp.org/journal/doi.aspx?DOI=10.4236/ajps.2014.512191

10. Manczinger L., Antal Z., Kredics L. Ecophysiology and breeding of mycoparasitic Trichoderma strains. Acta Microbiol Immunol Hung. 2002;49(1):1–14.

11. Thomas P.E., Mink G.I. Tomato hybrids with nonspecific immunity to viral and mycoplasma pathogens of potato and tomato. HortScience. 1998 Jul;33(4):764–5.

12. Gavrilescu M, Chisti Y. Biotechnology - A sustainable alternative for chemical industry. Vol. 23, Biotechnology Advances. Elsevier Inc. 2005. P.471–99.

13. Marcone C., Rao G.P. Control of phytoplasma diseases through resistant plants. In: Phytoplasmas: Plant Pathogenic Bacteria - II: Transmission and Management of Phytoplasma - Associated Diseases. Springer Singapore. 2019. P.165–84.

14. Guo Y., Cheng Z.M., Walla J.A. Rapid PCR-based Detection of Phytoplasmas from Infected Plants. HortScience. 2003 Oct;38(6):1134–6.

15. Avila C.A., Marconi T.G., Viloria Z., Kurpis J., Del Rio S.Y. Bactericera cockerelli resistance in the wild tomato Solanum habrochaites is polygenic and influenced by the presence of Candidatus Liberibacter solanacearum. Sci Rep. 2019 Dec 1;9(1):1–11.

16. Zamorzaeva I., Bahsiev A., Mihnea N. Spread of phytoplasma infection in the tomato field depending on the climatic conditions of the year. In: Материалы II Международной научной конференции «Тенденции развития агрофизики: от актуальных проблем земледелия и растениеводства к технологиям будущего». Санкт-Петербург: ФГБНУ АФИ. 2019. P.662-668. ISBN 978-5-905200-40-3. [Zamorzaeva I., Bahsiev A., Mihnea N. Spread of phytoplasma infection in the tomato field depending on the climatic conditions of the year. In: Materials of the II International Scientific Conference "Agrophysical Trends: from Actual Challenges in Arable Farming and Crop Growing towards Advanced Technologies". St. Petersburg: FSBSI AFI. 2019. P.662-668. ISBN 978-5-905200-40-3]