phytosanitaryФитосанитария. Карантин растенийPlant Health and Quarantine2782-327X10.69536/x7031-3409-6918-kphytosanitary-137Research ArticleДИАГНОСТИКАDIAGNOSTICSВыявление вируса метельчатости верхушек картофеля методом ПЦР с обратной транскрипцией в режиме реального времениDetection of Potato mop-top virus by real-time RT-PCRПручкинаМ. А.PruchkinaM. A.

Пручкина Мария Александровна, аспирант, агроном отдела фитосанитарных рисков и между народного взаимодействия

р. п. Быково, г. о. Раменский, Московская обл., 140150

Maria Pruchkina, PhD student, Agronomist of Phytosanitary Risks and International Cooperation Department

Bykovo, Urban district Ramensky, Moscow Oblast, 140150

anadiamena@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7565-1241ШнейдерЮ. А.ShneyderYu. A.

Шнейдер Юрий Андреевич, кандидат биологических наук, начальник научно-методического и экспериментального центра, ведущий научный сотрудник

р. п. Быково, г. о. Раменский, Московская обл., 140150

Yuri Shneyder, PhD in Biology, Head of Research and Methodology and Experimental Center, Leading Researcher

Bykovo, Urban district Ramensky, Moscow Oblast, 140150

yury.shneyder@mail.ruЖиваеваТ. С.ZhivaevaT. S.

Живаева Татьяна Степановна, научный сотрудник научно-методического отдела вирусологии и бактериологии

р. п. Быково, г. о. Раменский, Московская обл., 140150

Tatiana Zhivaeva, Researcher, Research and Methodology Department of Virology and Bacteriology

Bykovo, Urban district Ramensky, Moscow Oblast, 140150

zhivaeva.vniikr@mail.ruВсероссийский центр карантина растений» (ФГБУ «ВНИИКР»)РоссияFGBU “All-Russian Plant Quarantine Center” (FGBU “VNIIKR”)Russian Federation202321082023032531Copyright © Пручкина М.А., Шнейдер Ю.А., Живаева Т.С., 20232023Пручкина М.А., Шнейдер Ю.А., Живаева Т.С.Pruchkina M.A., Shneyder Y.A., Zhivaeva T.S.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/137

Картофель (Solanum tuberosum) является важнейшей сельскохозяйственной культурой. В настоящее время в мире картофель выращивают на территории более 18 млн га. Объектом исследования представленной статьи является вирус метельчатости верхушек картофеля (Potato mop-top virus), опасный патоген, причиняющий ущерб картофелеводству во всем мире. Данный вредный организм снижает урожайность картофеля, вызывает характерные повреждения мякоти и поверхности клубней, что сказывается на товарном качестве и возможности использования их для переработки. Климатические условия в странах распространения вируса схожи с климатическими условиями выращивания картофеля на территории Российской  Федерации.  Кроме  того,  его  переносчик, гриб Spongospora subterranea f. sp. subterranea, вызывающий порошистую паршу картофеля, широко распространен в России. Надежные методы борьбы с вирусом метельчатости верхушек картофеля отсутствуют, поэтому существует вероятность того, что вирус также может акклиматизироваться и распространиться на территории нашей страны. В связи с этим важно иметь действенные методы выявления и идентификации данного организма.

В исследовании был проведен сравнительный анализ коммерческого набора для полимеразной цепной  реакции  в  режиме  реального  времени (ПЦР-РВ) и видоспецифичных праймеров для идентификации вируса метельчатости верхушек картофеля. Также была проведена оценка применимости коммерческих наборов реактивов для постановки обратной транскрипции. Наиболее удачные комбинации реактивов для синтеза кДНК, праймеров и режимов амплификации для выявления Potato mop-top  virus  были  апробированы  на  образцах картофеля, отобранных в Иркутской, Волгоградской  и  Ростовской областях, а также Примор ском крае.

Potato (Solanum tuberosum) is the most important agricultural crop. Currently, potatoes are cultivated on more than 18 million hectares in the world. The object of study of the presented article is Potato mop-top virus (PMTV), a serious pathogen causing damage to potato all over the world. This pest reduces the yield, causes characteristic damage to the pulp and tuber surface, which affects the commercial quality and the possibility of using them for processing. Climatic conditions in the countries where the virus is spreading are similar to those for potato cultivation in the Russian Federation. Besides, its vector, fungus Spongospora subterranea f. sp. subterranea, causing powdery scab of potato, is widespread in Russia. There are no reliable methods to control PMTV, so the virus can also adapt and spread throughout Russia. In this regard, it is important to have effective methods for detecting and identifying this organism.

The study compared a commercial real-time polymerase chain reaction (real-time PCR) kit with species-specific primers for the identification of PMTV. The applicability of commercial reverse transcription kits was also evaluated. The most successful combinations of reagents for cDNA synthesis, primers, and amplification modes for the detection of PMTV were tested on potato samples taken in the Irkutsk Oblast, Volgograd Oblast and Rostov Oblast, as well as Primorsky Krai.

PMTVфитопатогены картофелямолекулярная диагностикаобратная транскрипцияфитосанитарная безопасностьSpongospora subterraneaPMTVpotato phytopathogensmolecular diagnosticsreverse transcriptionphytosanitary safetySpongospora subterraneaАвторы выражают свою признательность сотрудникам научно-методического отдела вирусологии и бактериологии ФГБУ «ВНИИКР» за помощь в проведении исследований, а также младшему научному сотруднику Приморского филиала ФГБУ «ВНИИКР» Н.А. Хориной за предоставленное фото клубней с симптомами PMTV.The authors express their gratitude to the staff of the Research and Methodology Department of Virology and Bacteriology, FGBU “VNIIKR”, for their help in conducting research, as well as to the junior researcher of the Primorsky Branch of FGBU “VNIIKR” N.A. Khorina for providing a photo of tubers with PMTV symptoms.ReferencesТихомирова М.А., Шнейдер Ю.А. Разработка методов диагностики американских вирусов картофеля, создающих опасность для картофелеводства Российской Федерации // Актуальные проблемы картофелеводства: фундаментальные и прикладные аспекты: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Томск, 10–13 апреля 2018 г. Томск: Национальный исследовательский Томский государственный университет, 2018. С. 232–234.Tikhomirova M.A., Shneyder Yu.A. Development of methods for diagnosing American potato viruses that pose a danger to potato growing in the Russian Federation [Razrabotka metodov diagnostiki amerikanskikh virusov kartofelya, sozdayushchikh opasnost dlya kartofelevodstva Rossiyskoy Federatsii] // Actual problems of potato growing: fundamental and applied aspects: Proceedings of the All-Russian scientific and practical conference with international participation, Tomsk, April 10–13, 2018. Tomsk: National Research Tomsk State University, 2018; 232–234. (In Russ.)Шнейдер Ю.А., Каримова Е.В., Приходько Ю.Н., Лозовая Е.Н., Живаева Т.С. Вирусы томата, особо опасные для овощеводства России // Картофель и овощи. 2021. № 6. С. 3–8.Shneyder Yu.A., Karimova E.V., Prikhodko Yu.N., Lozovaya E.N., Zhivaeva T.S. Tomato viruses, especially dangerous for vegetable growing of Russia [Virusy tomata, osobo opasnyye dlya ovoshchevodstva Rossii] // Potatoes and vegetables. 2021; 6: 3–8. (In Russ.)Candidatus Liberibacter solanacearum – опасный патоген, вызывающий полосатость чипсов картофеля / Шнейдер Ю.А., Каримова Е.В., Приходько Ю.Н., Смирнова И.П., Шероколава Н.А., Мазурин Е.С., Абасов М.М., Магомедов Р.К., Орцханов Б.Г., Астарханова Т.С. // Защита и карантин растений. 2017. № 9. С. 39–41.Candidatus Liberibacter solanacearum – a dangerous pathogen causing zebra chip disease of potato [Candidatus Liberibacter solanacearum – opasnyy patogen, vyzyvayushchiy polosatost chipsov kartofelya] / Shneyder Yu.A., Karimova E.V., Prikhodko Yu.N., Smirnova I.P., Sherokolava N.A., Mazurin E.S., Abasov M.M., Magomedov R.K., Ortskhanov B.G., Astarkhanova T.S. // Plant Protection and Quarantine. 2017; 9: 39–41. (In Russ.)Шнейдер Ю.А., Приходько Ю.Н., Каримова Е.В., Живаева Т.С., Лозовая Е.Н. Разработка методов диагностики вируса метельчатости верхушки картофеля и вируса желтой карликовости картофеля в Российской Федерации // Современные подходы и методы в защите растений: Материалы II Международной научно-практической конференции, Екатеринбург, 16–18 ноября 2020 г. Екатеринбург: ООО «Издательство АМБ», 2020. С. 118–119.Shneyder Yu.A., Prikhodko Yu.N., Karimova E.V., Zhivaeva T.S., Lozovaya E.N. Development of diagnostic methods for potato mop-top virus and potato yellow dwarf virus in Russia [Razrabotka metodov diagnostiki virusa metelchatosti verkhushki kartofelya i virusa zheltoy karlikovosti kartofelya v Rossiyskoy Federatsii] // Modern approaches and methods in plant protection: Proceedings of the II International Scientific and Practical Conference, Yekaterinburg, November 16–18, 2020. Yekaterinburg: AMB Publishing House LLC, 2020; 118–119. (In Russ.)Bastidas N.G., Sánchez P.G., Montoya M.M. Detection and quantification of Potato mop-top virus (PMTV) in Colombia using qRT-PCR // Acta Agronómica. 2013. Vol. 62 (2). P. 120–128.Bastidas N.G., Sánchez P.G., Montoya M.M. Detection and quantification of Potato mop-top virus (PMTV) in Colombia using qRT-PCR // Acta Agronómica. 2013; 62 (2): 120–128.Calvert E.L., Harrison B.D. Potato Mop-Top, a soil-borne virus // Plant Pathology. 1966. Vol. 15 (3). P. 134–139.Calvert E.L., Harrison B.D. Potato Mop-Top, a soil-borne virus // Plant Pathology. 1966; 15 (3): 134–139.EPPO (1999). EPPO Standard PM 4/28 (1). Seed potatoes. Certification schemes // EPPO Bulletin. Vol. 29. P. 253–267.EPPO (1999). EPPO Standard PM 4/28 (1). Seed potatoes. Certification schemes // EPPO Bulletin. Vol. 29. P. 253–267.Jones R.A.C., Harrison B.D. Ecological studies on Potato Mop-Top Virus in Scotland // Annals of Applied Biology. 1972. Vol. 72. P. 47–57.Jones R.A.C., Harrison B.D. Ecological studies on Potato Mop-Top Virus in Scotland // Annals of Applied Biology. 1972; 72: 47–57.Kirk H.G. Mop-top Virus, Relationship to Its Vector // American Journal of Potato Research. 2008. Vol. 85 (4). P. 261–265.Kirk H.G. Mop-top Virus, Relationship to Its Vector // American Journal of Potato Research. 2008; 85 (4): 261–265.Malko A., Frantsuzov P., Nikitin M., Statsyuk N., Dzhavakhiya V., Golikov A. Potato Pathogens in Russia’s Regions: An Instrumental Survey with the Use of Real-Time PCR/RT-PCR in Matrix Format // Pathogens. 2019. Vol. 8. № 1. 18 p.Malko A., Frantsuzov P., Nikitin M., Statsyuk N., Dzhavakhiya V., Golikov A. Potato Pathogens in Russia’s Regions: An Instrumental Survey with the Use of Real-Time PCR/RT-PCR in Matrix Format // Pathogens. 2019. Vol. 8. № 1. 18 p.Mumford R.A., Walsh K., Barker I., Boon-ham N. Detection of Potato mop top virus and Tobacco rattle virus Using a Multiplex Real-Time Fluorescent Reverse-Transcription Polymerase Chain Reaction Assay // Phytopathology. 2000. Vol. 90 (5). P. 448–453.Mumford R.A., Walsh K., Barker I., Boon-ham N. Detection of Potato mop top virus and Tobacco rattle virus Using a Multiplex Real-Time Fluorescent Reverse-Transcription Polymerase Chain Reaction Assay // Phytopathology. 2000; 90 (5): 448–453.Sandgren M., Plaisted R.L., Watanabe K.N., Olsson S., Valkonen J.P.T. Evaluation of some North and South American potato breeding lines for resistance to Potato mop-top virus in Sweden // American Journal of Potato Research. 2002. Vol. 79. P. 205–210.Sandgren M., Plaisted R.L., Watanabe K.N., Olsson S., Valkonen J.P.T. Evaluation of some North and South American potato breeding lines for resistance to Potato mop-top virus in Sweden // American Journal of Potato Research. 2002; 79: 205–210.Santala J., Samuilova O., Hannukkala A., Latvala S., Kortemaa H., Beuch U., Kvarnheden A., Persson P., Topp K., Ørstad K., Spetz C., Nielsen S.L., Kirk H.G., Budziszewska M., Wieczorek P., Obrępalska-Stęplowska A., Pospieszny H., Kryszczuk A., Sztangret-Wiśniewska J., Yin Z., Chrzanowska M., Zimnoch-Guzowska E., Jackeviciene E., Taluntytė L., Pūpola N., Mihailova J., Lielmane I., Järvekülg L., Kotkas K., Rogozina E., Sozonov A., Tikhonovich I., Horn P., Broer I., Kuusiene S., Staniulis J., Uth J.G., Adam G., Valkonen J.P.T. Detection, distribution and control of Potato mop-top virus, a soil-borne virus, in northern Europe // Annals of Applied Biology. 2010. Vol. 157 (2). P. 163–178. URL: https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2010.00423.x.Santala J., Samuilova O., Hannukkala A., Latvala S., Kortemaa H., Beuch U., Kvarnheden A., Persson P., Topp K., Ørstad K., Spetz C., Nielsen S.L., Kirk H.G., Budziszewska M., Wieczorek P., Obrępalska-Stęplowska A., Pospieszny H., Kryszczuk A., Sztangret-Wiśniewska J., Yin Z., Chrzanowska M., Zimnoch-Guzowska E., Jackeviciene E., Taluntytė L., Pūpola N., Mihailova J., Lielmane I., Järvekülg L., Kotkas K., Rogozina E., Sozonov A., Tikhonovich I., Horn P., Broer I., Kuusiene S., Staniulis J., Uth J.G., Adam G., Valkonen J.P.T. Detection, distribution and control of Potato mop-top virus, a soil-borne virus, in northern Europe // Annals of Applied Biology. 2010. Vol. 157 (2). P. 163–178. URL: https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2010.00423.x.Shneyder Y., Karimova E., Bashkirova I., Zhivaeva T., Pruchkina M., Prikhodko Y. Development and testing of diagnostic methods for Potato mop-top virus and other potato viruses // Acta Horticulturae, 2023 (в печати). URL: https://elibrary.ru/contents.asp?id=51651869.Shneyder Y., Karimova E., Bashkirova I., Zhivaeva T., Pruchkina M., Prikhodko Y. Development and testing of diagnostic methods for Potato mop-top virus and other potato viruses // Acta Horticulturae, 2023 (in press). URL: https://elibrary.ru/contents.asp?id=51651869.Shneyder Y., Prikhodko Y., Karimova E., Zhivaeva T., Lozovaya E. Development of diagnostic methods for potato mop-top virus and potato yellow dwarf virus in Russia // AIP Conference Proceedings: 4th International Conference on Modern Synthetic Methodologies for Creating Drugs and Functional Materials, MOSM 2020, Yekaterinburg, 2020. American Institute of Physics Inc.: American Institute of Physics Inc., 2021. Vol. 2388, Issue 1. P. 020027. URL: https://doi.org/10.1063/5.0069283.Shneyder Y., Prikhodko Y., Karimova E., Zhivaeva T., Lozovaya E. Development of diagnostic methods for potato mop-top virus and potato yellow dwarf virus in Russia // AIP Conference Proceedings: 4th International Conference on Modern Synthetic Methodologies for Creating Drugs and Functional Materials, MOSM 2020, Yekaterinburg, 2020. American Institute of Physics Inc.: American Institute of Physics Inc., 2021. Vol. 2388, Issue 1. P. 020027. URL: https://doi.org/10.1063/5.0069283.CAB International. Spongospora subterranea f. sp. subterranea [Электронный ресурс]. URL: https://www.cabi.org/isc/datasheet/51088 (дата обращения: 12.05 2023).CAB International. Spongospora subterranea f. sp. subterranea [Electronic resource]. URL: https://www.cabi.org/isc/datasheet/51088 (last accessed: 12.05 2023).EPPO Global Database. Potato mop-top virus (PMTV00) [Электронный ресурс]. URL: https://gd.eppo.int/taxon/PMTV00 (дата обращения: 12.05 2023).EPPO Global Database. Potato mop-top virus (PMTV00) [Electronic resource]. URL: https://gd.eppo.int/taxon/PMTV00 (last accessed: 12.05 2023).FAOSTAT. Value of Agricultural Production [Электронный ресурс]. URL: https://www.fao.org/faostat/en/#data/QV (дата обращения: 12.05 2023).FAOSTAT. Value of Agricultural Production [Electronic resource]. URL: https://www.fao.org/faostat/en/#data/QV (last accessed: 12.05 2023).

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