Изучение изолятов Phytophthora infestans Mont. de Bary в посадках картофеля

Актуальность. Одной из самых распространенных болезней картофеля и других пасленовых является фитофтороз, вызываемый патогенным оомицетом вида Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. В природе описано не менее 100 видов фитофторы, поражающих широкий круг видов растений. Популяция фитофторы гетерогенна и представлена расами, а также разными типами спаривания. Это приводит к быстрой адаптации патогена и появлению новых, более агрессивных и устойчивых рас. Фитофтора является паразитом, урон от которого невозможно избежать в рамках органического земледелия. Поэтому особенно важно знать особенности патогенеза и расового состава фитофторы в каждом отдельно взятом регионе выращивания пасленовых.
Методика исследований. Дифференцировкк и сбор материала из природной популяции осуществляли с использованием сортов картофеля, имеющих в геноме известные R-гены. Изоляцию и введение в культуру проводили с листьев методом влажных камер с последую- щим культивированием на питательных средах. Идентифицировали патоген с помощью микроскопического анализа. Культуральные фильтраты получали на жидкой среде Хелла с последующим фильтрованием и автоклавированием жидкости. Фитотоксическую активность определяли по влиянию на проростки пасленовых, злаковых и бобовых культур стандартным методом. Молекулярно-генетический анализ изолятов проводили методом ISSR-анализа; праймер, амплификационная смесь и температурный профиль реакции были выбраны по литературным данным; расчет генетических характеристик проводили с использованием пакетов программ TFPGA.
Результаты. Собраны и введены в культуру образцы семи изолятов Phytophthora infestans. В результате культивирования in vitro выявлены морфологические отличия, выражавшиеся в структуре и окраске мицелия, форме колоний, характере спороношения, цвета реверса и среды под колониями. Выявлены генетические отличия введенного в культуру природного материала фитофторы, собранного с сортов картофеля, имеющие единичные гены устойчивости (R1, R3, R4). Выявлены отличия в фитотоксической активности культуральных фильтратов исследуемых изолятов. Выделенные изоляты демонстрируют дифференциацию на фенотипическом, генетическом и физиологическом уровнях, что позволяет говорить об их принадлежности к расам.

1. Филиппов А.В., Гуревич Б.И., Кузнецова М.А., Рогожин А.Н., Спиглазова С.Ю., Кравцов А.С., Сметанина Т.И., Смирнов А.Н. Горизонтальная устойчивость листьев картофеля к Phytophthora infestans и агрессивность изолятов патогена из разных географических районов. Микол. и фитопатол. 2004;38(5):74-87.

2. Andrivon D., Avendano-Corcoles J., Cameron A.M., Carnegie S.F., Cooke L.R., Corbiere R., Detourne D., Dowley L.J., Evans D., Forisekova K., Griffin D.G., Hannukkala A., Lees A.K., Lebecka R., Niepold F., Polgar Z., Shaw D.S., Thompson J., Trognitz B., van Raaij H.M.G. Stability and variability of virulence of Phytophthora infestans assessed in a ring test across European laboratories. Plant Pathol. 2011;60(3):556–565. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2010.02392.x

3. Fry W.E., Birch P.R.J., Judelson H.S., Grünwald N.J., Danies G., Everts K.L., Gevens A.J., Gugino B.K., Johnson D.A., Johnson S.B., McGrath M.T., Myers K.L., Ristaino J.B., Roberts P.D., Secor G., Smart C.D. Five reasons to consider Phytophthora infestans a reemerging pathogen. Phytopathology. 2015;105(7):966-981. https://doi.org/10.1094/phyto-01-15-0005-fi

4. Caten C.E., Jinks J.L. Spontaneous variability of single isolates of Phytophthora infestans. I. Cultural variation. Can. J. Botany. 1968;(46):329-348. https://doi.org/10.1139/b68-055

5. Костина Л.И., Косарева О.С. Целевая субколлекция селекционных сортов картофеля по устойчивости к фитофторозу. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019;180(3):36-40. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2019-3-36-.

6. Fry WE. Phytophthora infestans, the plant (and R gene) destroyer. Mol. Plant Pathol. 2008;9(3):385-402. https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2007.00465.x

7. Лемеза Н.А. Иммунитет растений: практикум для студентов биол. факультета. Минск, 2008. 94 с.

8. McDonald J.H. Handbook of biological statistics. Third Edition. USA, Baltimore, Maryland: Sparky House Publishing; 2014. 305 pp.

9. Aljanabi S.M., Martinez I. Universal and rapid salt - extracion of high qualiny genomic DNA for PCR - based techniques. Nucleic Acid Research, 1997;25(22);4692-4693. https://doi.org/10.1093/nar/25.22.4692

10. Дьяконов Ю.Т., Еланский С.Н. Популяционная генетика Phytophthora infestans. Микология сегодня. М.: Национальная академия микологии, 2007;(1):107-139.

11. www.gelanalyzer.com.

12. Nei M. Genetic distance between populations. American Naturalist. 1972;106(949):283-292.

13. Miller M.P. Tools for population genetic analysis (TFPGA) 1.3: a Windows program for analysis of allozyme and molecular population genetic data. 1997. Computer software distributed by author.

14. Пролётова Н.В. Аминокислоты культуральных фильтратов штаммов возбудителя антракноза льна как источники тормоза или индукции морфогенеза льна in vitro. Аграрная наука. 2020;341(9):88–94.

15. Федорович М.Н., Шашко Ю.К, Шашко М.Н., Поликсенова В.Д. Токсичность культуральных фильтратов мелкоспоровых видов рода Alternaria nees. Вестник БГУ. Сер. 2, 2006;(2):36-39.

16. Botero D., Valdés I., Rodríguez M-J., Henao D., Danies G., González A.F. and Restrepo S. A. Genome-Scale Metabolic Reconstruction of Phytophthora infestans With the Integration of Transcriptional Data Reveals the Key Metabolic Patterns Involved in the Interaction of Its Host. Front. Genet. 2018;(9):244. doi: 10.3389/fgene.2018.00244.

17. Rodenburg S.Y.A., Seidl M.F., Judelson H.S., Vu A.L., Govers F., de Ridder D. Metabolic model of the Phytophthora infestans tomato interaction reveals metabolic switches during host colonization. MBio. 2019;10(4):e00454-19. https://doi.org/10.1128/mBio.00454-19