phytosanitaryФитосанитария. Карантин растенийPlant Health and Quarantine2782-327X10.69536/s9564-4378-7598-qphytosanitary-105Research ArticleНАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯSCIENTIFIC RESEARCHАнализ генетических отличий некоторых патоваров Pseudomonas syringaeAnalysis of genetic differences of some Pseudomonas syringae pathovarshttps://orcid.org/0000-0002-1281-4410ПриходькоС. И.PrikhodkoS. I.

Приходько Светлана Игоревна, научный сотрудник, заведующая лабораторией бактериологии и анализа ГМО Испытательного лабораторного центра

р. п. Быково, г. Раменское, Московская обл.

Svetlana Prikhodko, Researcher, Head of Bacteriology and GMO Analysis Laboratory, Laboratory Testing Center

Bykovo, Ramenskoye, Moscow Oblast

svetlana.prik@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3295-8080ЯремкоА. Б.YaremkoA. B.

Яремко Анастасия Богдановна, младший научный сотрудник научного отдела молекулярно-генетических методов диагностики

р. п. Быково, г. Раменское, Московская обл.

Anastasia Yaremko, Junior Researcher, Molecular and Genetic Diagnostic Methods Department

Bykovo, Ramenskoye, Moscow Oblast

an_ya94@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6582-210XСтариковаЕ. В.StarikovaE. V.

Старикова Елизавета Валентиновна, агроном лаборатории вирусологии Испытательного лабораторного центра

р. п. Быково, г. Раменское, Московская обл.

Elizaveta Starikova, Agronomist, Virology Laboratory, Laboratory Testing Center

Bykovo, Ramenskoye, Moscow Oblast

hed.robin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3490-1857КорневК. П.KornevK. P.

Корнев Константин Павлович, кандидат биологических наук, заместитель директора

р. п. Быково, г. Раменское, Московская обл.

Konstantin Kornev, PhD in Biology, Deputy Director

Bykovo, Ramenskoye, Moscow Oblast

konstantin.kornev@gmail.comФГБУ «Всероссийский центр карантина растений» (ФГБУ «ВНИИКР»)РоссияFGBU “All-Russian Plant Quarantine Center” (FGBU “VNIIKR”)Russian Federation202209062022025059Copyright © Приходько С.И., Яремко А.Б., Старикова Е.В., Корнев К.П., 20222022Приходько С.И., Яремко А.Б., Старикова Е.В., Корнев К.П.Prikhodko S.I., Yaremko A.B., Starikova E.V., Kornev K.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://phytosanitary.vniikr.ru/jour/article/view/105Pseudomonas syringae pv

Pseudomonas syringae pv. maculicola является фитопатогеном, поражающим крестоцветные растения во всем мире. P. s. pv. maculicola регулируется фитосанитарными требованиями следующих стран: Китай, Израиль, Мексика, Египет, Судан и Индонезия. Таким образом, возникла необходимость в установлении соответствия мест производства и экспортной продукции требованиям стран – торговых партнеров России методами лабораторной диагностики. В связи с  высоким генетическим сходством патоваров вида P. syringae, при проведении лабораторной диагностики особый интерес представляет необходимость отличить патовар maculicola от патовара tomato. Данные бактерии могут одновременно присутствовать на растениях семейства Крестоцветные (Капустные) и вызывать бактериоз. Также трудности в установлении возбудителя бактериоза на крестоцветных растениях представляет бактерия P. cannabina pv. alisalensis. Этот вид имеет широкий круг растений-хозяев, включая крестоцветные. Кроме того, ареалы хозяев и симптомы проявления заболевания P. s. pv. maculicola и P. с. pv. alisalensis совпадают, что также может привести к путанице в определении возбудителя. С целью анализа генетических отличий некоторых патоваров Pseudomonas syringae, а также поиска специфичных генетических маркеров, которые могут быть использованы при проведении лабораторной диагностики P. s. pv. maculicola, нами был проведен поиск предположительной мишени путем изучения белков, соответствующих 293 общедоступным геномным сборкам некоторых патоваров вида P. syringae, а также 43 геномным сборкам близкородственных видов P. cannabina и P. savastanoi. Анализ показал высокое сходство большинства анализируемых последовательностей с последовательностями патовара P. c. pv. alisalensis.

 

 

Pseudomonas syringae pv. maculicola is a phytopathogen affecting cruciferous plants worldwide. P. s. pv. maculicola is regulated by the phytosanitary requirements of the following countries: China, Israel, Mexico, Egypt, Sudan and Indonesia. Thus, there was a need to establish the compliance of the places of production and export products with the requirements of the countries, Russia’s trading partners, using laboratory diagnostics methods. Due to the high genetic similarity of P. syringae pathovars, when conducting laboratory diagnostics, of particular interest is the need to distinguish maculicola pathovar from tomato pathovar. These bacteria can simultaneously be present on plants of the Cruciferous (Cabbage) family and cause bacteriosis. It is also difficult to identify the causative agent of bacteriosis on cruciferous plants, the bacterium P. cannabina pv. alisalensis. This species has a wide range of host plants, including cruciferous plants. In addition, host plants areas and symptoms of P. s. pv. maculicola and P. с. pv. alisalensis coincide, which can also lead to confusion in the identification. In order to analyze the genetic differences of some Pseudomonas syringae pathovars, as well as the search for specific genetic markers that can be used in laboratory diagnosis of P. s. pv. maculicola, we searched for a potential target by studying proteins corresponding to 293 available genomic assemblies of some P. syringae pathovars, as well as 43 genomic assemblies of closely related species P. cannabina and P. savastanoi. The analysis showed a high similarity of most of the analyzed sequences with the sequences of P. c. pv. alisalensis pathovar.

генетический тестгеномные сборкибелокфилогенетическое древоgenetic testgenomic assembliesproteinphylogenetic treeReferencesПриходько С., Яремко А., Корнев К., 2021. Испытание различных методов идентификации возбудителя бактериальной пятнистости листьев цветной капусты Pseudomonas syringae pv. maculicola (McCulloch) Young et al. – Таврический вестник аграрной науки, 1 (25): 174–186. URL: https://doi.org/10.33952/2542-0720-2021-1-25-174-186.Prikhodko S.I., Iaremko A.B., Kornev K.P. Testing of different methods for identification of bacterial leaf spot (Syringae pv. maculicola (Mcculloch) Young et al.) plant pathogen in cauliflower leaves. Taurida Bulletin of Agrarian Science, 2021; 1 (25): 174–186. URL: https://doi.org/10.33952/2542-0720-2021-1-25-174-186 (in Russian).Anzai Y., Kim H., Park J., Wakabayashi H., Oyaizu H., 2000. Phylogenetic affiliation of the pseudomonads based on 16S rRNA sequence. – International journal of systematic and evolutionary microbiology, 50 (4): 1563–1589. URL: https://doi.org/10.1099/00207713-50-4-1563.Anzai Y., Kim H., Park J., Wakabayashi H., Oyaizu H. Phylogenetic affiliation of the pseudomonads based on 16S rRNA sequence. International journal of systematic and evolutionary microbiology, 2000; 50 (4): 1563–1589. URL: https://doi.org/10.1099/00207713-50-4-1563.Cuppels D., Ainsworth T., 1995. Molecular and Physiological Characterization of Pseudomonas syringae pv. tomato and Pseudomonas syringae pv. maculicola Strains That Produce the Phytotoxin Coronatine. – Applied and Environmental Microbiology, 61 (10): 3530–3536. URL: https://doi.org/10.1128/aem.61.10.3530-3536.1995.Cuppels D., Ainsworth T. Molecular and Physiological Characterization of Pseudomonas syringae pv. tomato and Pseudomonas syringae pv. maculicola Strains That Produce the Phytotoxin Coronatine. Applied and Environmental Microbiology, 1995; 61 (10): 3530–3536. URL: https://doi.org/10.1128/aem.61.10.3530-3536.1995.Gardan L., Shafik H., Belouin S., Broch R., Grimont F., Grimont P.A.D., 1999. DNA relatedness among the pathovars of Pseudomonas syringae and description of Pseudomonas tremae sp. nov. and Pseudomonas cannabina sp. nov. (ex Sutic and Dowson 1959). – Int. J. System. Bact., № 49: 469–478. URL: https://doi.org/10.1099/00207713-49-2-469.Gardan L., Shafik H., Belouin S., Broch R., Grimont F., Grimont P.A.D. DNA relatedness among the pathovars of Pseudomonas syringae and description of Pseudomonas tremae sp. nov. and Pseudomonas cannabina sp. nov. (ex Sutic and Dowson 1959). Int. J. System. Bact., 1999; No. 49: 469–478. URL: https://doi.org/10.1099/00207713-49-2-469.Gironde S., Manceau C., 2012. Housekeeping Gene Sequencing and Multilocus Variable-Number Tandem-Repeat Analysis to Identify Subpopulations within Pseudomonas syringae pv. maculicola and Pseudomonas syringae pv. tomato That Correlate with Host Specificity. – Applied and Environmental Microbiology, 78 (9): 3266–3279. URL: https://doi.org/10.1128/AEM.06655-11.Gironde S., Manceau C. Housekeeping Gene Sequencing and Multilocus Variable-Number Tandem-Repeat Analysis to Identify Subpopulations within Pseudomonas syringae pv. maculicola and Pseudomonas syringae pv. tomato That Correlate with Host Specificity. Applied and Environmental Microbiology, 2012; 78 (9): 3266–3279. URL: https://doi.org/10.1128/AEM.06655-11.Guindon S., Dufayard J.-F., Lefort V., Anisimova M., Hordijk W., Gascuel O., 2010. New Algorithms and Methods to Estimate Maximum-Likelihood Phylogenies: Assessing the Performance of PhyML 3.0. – Systematic Biology, 59 (3): 307–321.Guindon S., Dufayard J.-F., Lefort V., Anisimova M., Hordijk W., Gascuel O. New Algorithms and Methods to Estimate Maximum-Likelihood Phylogenies: Assessing the Performance of PhyML 3.0. Systematic Biology, 2010; 59 (3): 307–321.Hwang M., Morgan R., Sarkar S., Wang P., Guttman D., 2005. Phylogenetic characterization of virulence and resistance phenotypes of Pseudomonas syringae. – Applied and Environmental Microbiology, 71 (9): 5182–5191. URL: https://doi.org/10.1128/AEM.71.9.5182-5191.2005.Hwang M., Morgan R., Sarkar S., Wang P., Guttman D. Phylogenetic characterization of virulence and resistance phenotypes of Pseudomonas syringae. Applied and Environmental Microbiology, 2005; 71 (9): 5182–5191. URL: https://doi.org/10.1128/AEM.71.9.5182-5191.2005.Iličić R., Balaž J., Stojšin V., Bagi F., Pivić R., Stanojković-Sebić A., Jošić D., 2016. Molecular characterization of Pseudomonas syringae pvs. from different host plants by repetitive sequence-based PCR and multiplex-PCR. – Zemdirbyste-Agriculture, 103 (2): 199–206. URL: https://doi.org/10.13080/z-a.2016.103.026.Iličić R., Balaž J., Stojšin V., Bagi F., Pivić R., Stanojković-Sebić A., Jošić D. Molecular characterization of Pseudomonas syringae pvs. from different host plants by repetitive sequence-based PCR and multiplex-PCR. Zemdirbyste-Agriculture, 2016; 103 (2): 199–206. URL: https://doi.org/10.13080/z-a.2016.103.026.Morris C., Kinkel L., Xiao K., Prior P., Sands D., 2007. Surprising niche for the plant pathogen Pseudomonas syringae. – Infection, Genetics and Evolution, № 7: 84–92.Morris C., Kinkel L., Xiao K., Prior P., Sands D. Surprising niche for the plant pathogen Pseudomonas syringae. Infection,GeneticsandEvolution, 2007; No. 7: 84–92.Sakata N., Ishiga T., Ishiga Y., 2021. Pseudоmonas cannabina pv. alisalensis TrpA Is Required for Virulence in Multiple Host Plants. – Frontiers in microbiology, № 12: 1–11. URL: https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.659734.Sakata N., Ishiga T., Ishiga Y. Pseudomonas cannabina pv. alisalensis TrpA Is Required for Virulence in Multiple Host Plants. Frontiers in microbiology, 2021; No. 12: 1–11. URL: https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.659734.Sarkar S., Guttman D., 2004. Evolution of the core genome of Pseudomonas syringae, a highly clonal, endemic plant pathogen. – Applied and Environmental Microbiology, 70 (4): 1999–2012. URL: https://doi.org/10.1128/AEM.02553-07.Sarkar S., Guttman D. Evolution of the core genome of Pseudomonas syringae, a highly clonal, endemic plant pathogen. Applied and Environmental Microbiology, 2004; 70 (4): 1999–2012. URL: https://doi.org/10.1128/AEM.02553-07.CABI Crop Protection Compendium, 2021. – URL: https://www.cabi.org.CABI Crop Protection Compendium, 2021. URL: https://www.cabi.org.MUSCLE (v. 3.8.31). – URL: https://drive5.com/muscle/downloads_v3.htm.MUSCLE (v. 3.8.31). URL: https://drive5.com/muscle/downloads_v3.htm.A multiple alignment viewer (MView). – URL: https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/mview/.A multiple alignment viewer (MView). URL: https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/mview/.RefSeq: NCBI Reference Sequence Database, 2021. – URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/refseq/.RefSeq: NCBI Reference Sequence Database, 2021. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/refseq/.TreeDyn (v. 198.3). – URL: http://phylogeny.lirmm.fr/phylo_cgi/one_task.cgi?task_type=treedyn.TreeDyn (v. 198.3). URL: http://phylogeny.lirmm.fr/phylo_cgi/one_task.cgi?task_type=treedyn.

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