Вирус штриховатой мозаики ячменя – опасный патоген, влияющий на экспортный потенциал Российской Федерации

Экспорт зерновых культур – важная часть экономики России. В связи с международным продовольственным кризисом зерновые становятся стратегическим сырьем. Урожайность зерновых культур зависит от многих факторов, в том числе от качества семенного материала и устойчивости растений к многочисленным заболеваниям. Вирус штриховатой мозаики ячменя является опасным заболеванием, поражающим зерновые культуры, ячмень и пшеницу, а в экспериментальных условиях – ряд других растений семейств Мятликовые (Poaceae) и Амарантовые (Amaranthaceae). Этот вирус входит в перечни карантинных вредных организмов многих стран – импортеров российского зерна, в том числе лидеров по импорту – Турции и Египта. Целью наших исследований являлась оценка методов диагностики и сравнение результатов, полученных как в ходе оценки применимости, так и с реальными растительными образцами, собранными в процессе научного мониторинга. В статье представлен обзор, краткая характеристика вируса, его особенности, а также результаты апробации современных методов выявления и идентификации. В ходе испытаний тест-систем использовали положительные контроли и референтные изоляты вирусов, поражающих зерновые культуры и потенциально затрудняющих диагностику из-за ложноположительных результатов. Результаты оценки специфичности и чувствительности тест-системы для иммуноферментного анализа показали высокую чувствительность и специфичность со всеми исследуемыми в экспериментах вирусами, в связи с чем было принято решение провести скрининг-тестирование отобранных в ходе изучения фитосанитарного состояния посевов зерновых культур. Было выявлено большое количество сероположительных образцов, которые в дальнейшем подвергали тестированию молекулярными методами – тест-наборами для полимеразной цепной реакции (ПЦР) отечественного производства. Результаты тестирования показали, что во всех сероположительных образцах не подтвердилось наличие целевого вируса, в связи с чем необходимо провести дополнительное исследование причин ложноположительных реакций.

1. Богоутдинов Д., Кастальева Т., Гирсова Н., 2017. Вирусные заболевания зерновых культур в Самарской области. – Вестник Оренбургского государственного университета, № 4 (204): 46–52.

2. Гапека А., Зеликова А., Жмуркина С., Леднева В., Волков Ю., Какарека Н., Щелканов М., 2018. Вирус штриховатой мозаики ячменя (Virgaviridae, Hordeivirus) как этиологический агент хлоротичной полосатости кукурузы. – Российская сельскохозяйственная наука, № 1: 22–26.

3. Герасимов С. Вирусные болезни зерновых в Поволжье: Автореф. дис. канд. биол. наук. – Л., 1966, 22 с.

4. Гребенников К., Касаткин Д., Ловцова Ю., Шнейдер Ю., 2020. Разработка информационной системы по фитосанитарным требованиям стран – импортеров российской зерновой продукции. – Фитосанитария. Карантин растений, № 2 (2): 26–32.

5. Какарека Н., Волков Ю., Сапоцкий М., Толкач В., Щелканов М., 2020. Вирусы злаковых культур и их переносчики на юге российского Дальнего Востока (обзор). – Сельскохозяйственная биология, 55 (3): 439–450.

6. Крылов А., Соколова Е., Немилостива Н., 1980. Возбудители вирусных болезней злаков. – В кн.: Возбудители болезней сельскохозяйственных растений Дальнего Востока. М.: Наука, 225–244.

7. Лопаткин А., Приходько Ю., Живаева Т., Хорина Н., Шнейдер Ю., 2020. Метод ПЦР в реальном времени для диагностики вирусов зерновых культур: вируса карликовой мозаики кукурузы (Maize dwarf mosaic virus) и вируса мозаики костра (Brome mosaic virus). – Современные подходы и методы в защите растений: Материалы II Международной научно-практической конференции. Екатеринбург, Россия: 106–107.

8. Макеева А., Богоутдинов Д., 1993. Вирусные болезни злаковых культур в условиях Среднего Поволжья. – Проблемы вирусных болезней зерновых и пути их решения: сб. докладов совещания. Тверь: 15–16.

9. Развязкина Г. Вирусные заболевания злаков. – Новосибирск, 1975, 297 с.

10. Adams M., Heinze C., Jackson A., Kreuze J., Macfarlane S., Torrance L., 2011. Family Virgaviridae. – In: Virus Taxonomy: Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. USA: Elsevier: 1139–1162.

11. Atabekov J., Novikov V. 1989. Barley stripe mosaic virus. – CMI/AAB Descriptions of Plant Viruses, Vol. 344: 6 p.

12. Brlansky R., Derrick K., 1979. Detection of seedborne plant viruses using serologically specific electron microscopy. – Phytopathology, 69 (1): 96–100.

13. Carroll T., 1972. Seed transmissibility of two strains of Barley stripe mosaic virus. – Virology, Vol. 48: 323–336.

14. Carroll T., Mayhew D., 1976. Anther and pollen infection in relation to the pollen and seed transmissibility of two strains of Barley stripe mosaic virus in barley. – Canadian Journal of Botany, 54 (14): 1604–1621.

15. Carroll T., Gossel P., Hockett E., 1979. Inheritance of resistance to seed transmission of Barley stripe mosaic virus in barley. – Phytopathology, 69 (5): 431–433.

16. Carroll T., 1980. Barley stripe mosaic virus: its economic importance and control in Montana. Plant Disease, 64 (2): 136–140.

17. Carroll T., 1981. Seedborne viruses: virus-host interactions. – In: Maramorosch K., Harris K.F., eds. Plant Diseases and Vectors: Ecology and Epidemiology. New York, USA: Academic Press: 293–317.

18. Clark M., Adams A., 1977. Characteristics of the microplate method of enzyme-linked immunosorbent assay for the detection of plant viruses. – Journal of General Virology, 34 (3): 475–483.

19. EPPO, 1983. Barley stripe mosaic virus. Data sheets on quarantine organisms. Set 6. – EPPO Bulletin, 13 (1): 12–16.

20. Gapeka A., Kakareka N., Volkov Yu., Sapotskiy M., Schelkanov M., 2018. Barley stripe mosaic virus (Virgaviridae, Hordeivirus) as biological threat for agricultural crop in the Far East. The 1st International Conference on North East Asia Biodeversity, p. 111.

21. Gibbs A., Kassanis B., Nixon H., Woods R., 1963. The relationship between Barley stripe mosaic virus and Lychnis ringspot virus. – Virology, Vol. 20: 194–199.

22. Gold A., Suneson C., Houston B., Oswald J., 1954. Electron microscopy and seed and pollen transmission of rod-shaped particles associated with the false stripe virus disease of barley. – Phytopathology, Vol. 44: 115–117.

23. Hamilton R., Jackson A., 1995. Hordeivirus genus. – Archives of Virology, Vol. 10: 441–444.

24. Huth W., 1988. Use of ELISA for detection of Barley stripe mosaic virus in barley seeds. – Nachrichtenblatt des Deutschen Pflanzenschutzdienstes, 40 (8–9): 128–132.

25. Jackson A., Brakke M., 1973. Multicomponent properties of Barley stripe mosaic virus ribonucleic acid. – Virology, Vol. 55: 483–487.

26. Jackson A., Hunter B., Gustafson G., 1989. Hordeivirus relationships and genome organization. – Annu. Rev. Phytopathology, Vol. 27: 95.

27. Jackson A., Lim H., Bragg J., Ganesan U., Lee M., 2009. Hordeivirus replication, movement, and pathogenesis. – Annual Review of Phytopathology, 47 (1): 385–422.

28. Jezewska M., Cajza M., 2010. Barley stripe mosaic virus (BSMV) – a latent pathogen of barley (Wirus pasiastej mozaiki jeczmienia (Barley stripe mosaic virus, BSMV) – utajony patogen jeczmienia). – Progress in Plant Protection, 50 (1): 208–212.

29. Lange L., Heide M., 1986. Dot immuno binding (DIB) for detection of virus in seed. – Canadian Journal of Plant Pathology, 8 (4): 373–379.

30. Lundsgaard T., 1976. Routine seed health testing for Barley stripe mosaic virus in barley seeds using the latex-test. – Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, 83 (5): 278–283.

31. Makkouk K., Attar N., 2001. Effect of storage and heat treatment on barley stripe mosaic virus (BSMV) in barley seeds. – Arab Journal of Plant Protection, 19 (1): 52–54.

32. McKinney H., 1954. Culture methods of detecting seed-borne viruses in Glacier barley seedlings. – Plant Disease Reporter, Vol. 38: 152–162.

33. McKinney H., Greeley L., 1965. Biological characteristics of Barley stripe mosaic virus strains and their evolution. – United States Department of Agriculture Technical Bulletin, No. 1324: 84 p.

34. OEPP/EPPO, 1991. Quarantine procedures No. 34, Barley stripe mosaic hordeivirus. – Bulletin OEPP/EPPO Bulletin, Vol. 21: 257–260.

35. Petty I., French R., Jones R., Jackson A., 1990. Identification of Barley stripe mosaic virus genes involved in viral RNA replication and systemic movement. – EMBO, Vol. 9: 3453–3457.

36. Singh G., Arny D., Pound G., 1960. Studies on the stripe mosaic of barley, including effects of temperature and age of host on disease development and seed infection. – Phytopathology, Vol. 50: 290–296.

37. Slack S., Shepherd R., 1975. Serological detection of seed-borne Barley stripe mosaic virus by a simplified radial-diffusion technique. – Phytopathology, 65 (9): 948–955.

38. Zvyaginceva D., Beloshapkina O., Lopatkin A., Shneider Y., Morozova O., 2021. Cereal viruses – Brome mosaic virus: Prevalence and diagnostics. – IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 663 (1). URL: https:doi.org/10.1088/1755-1315/663/1/012036.

39. CABI, 2022 [Электронный ресурс]. – URL: https:.www.cabi.org/ISC/datasheet/10529 (дата обращения: 17.08.2022).

40. EPPO Global Database, 2022 [Электронный ресурс]. – URL: https://gd.eppo.int (дата обращения: 17.08.2022).

41. Таможенная статистика внешней торговли Российской Федерации [Электронный ресурс]. – URL: http://stat.customs.ru (дата обращения: 17.08.2022).

42. Федеральная служба государственной статистики Российской Федерации [Электронный ресурс]. – URL: https://rosstat.gov.ru (дата обращения: 17.08.2022).

43. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций [Электронный ресурс]. – URL: http://www.fao.org (дата обращения: 17.08.2022).