Изучение устойчивости сортов гороха к возбудителю бактериального ожога гороха Pseudomonas syringae pv. pisi

Возбудитель бактериального ожога гороха является основным фитопатогеном гороха посевного и распространяется через семенной материал. В ряде стран, включая страны – импортеры гороха из России, возбудитель Pseudomonas syringae pv. pisi, вызывающий бактериоз некоторых зернобобовых культур, включен в карантинные перечни. Внедрение методов выявления и идентификации возбудителя болезни и поиск резистентных сортов стали актуальными в стратегии сохранения уровня экспорта гороха из России. С этой целью в ходе проведенной работы выбраны и проверены сорта гороха на устойчивость к фитопатогену. Для исследования был произведен посев пяти сортов гороха. После того как произошло прорастание в фазе 2–3 листьев, по 10 растений каждого сорта инокулировали бактериальной суспензией в концентрации 106 КОЕ/мл. Одно растение оставляли в качестве отрицательного контрольного образца, используя для инокуляции стерильную дистиллированную воду. В процессе развития проростков выполнялось сравнение зараженных растений с контрольным образцом, проводилась регистрация проявления симптомов заболевания. На 22-й день после заражения отобрали образцы вегетативных частей растений и провели контроль наличия клеток патогена, используя ПЦР-анализ с праймерами AN7F/AN7R. Согласно полученным результатам ПЦР-анализа, во всех пробах растений (в том числе и бессимптомных) подтверждено наличие специфического для возбудителя бактериального ожога гороха продукта амплификации размером 272 пары оснований (п. о.). В результате исследования выявлена восприимчивость сортов гороха к бактериозу у сортов гороха Варяг, Алтайский усатый, Астронавт. В ходе исследования установлено, что наиболее подходящим кандидатом для селекции сорта, резистентного к Pseudomonas syringae pv. pisi, стал сорт Амброзия. Также подтверждена необходимость оценки развития симптомов заражения фитопатогеном в совокупности с молекулярно-генетическими методами выявления ДНК бактерии в растительных клетках для подтверждения резистентности сорта к бактериальному ожогу гороха.

1. Ареал и зоны вредоносности бактериального ожога гороха (научно-аналитический обзор) / Лазарев А.М., Коробов В.А., Надточий И.Н., Мысник Е.Н. // Научные ведомости. Серия «Естественные науки». 2015. № 15 (212). С. 29–35.

2. Ареалы и зоны вредоносности основных бактериозов растений на территории России и сопредельных стран / Лазарев А.М., Мысник Е.Н., Варицев Ю.А., Зайцев И.А., Кожемяков А.П., Попов Ф.А., Волгарев С.А., Чеботарь В.К. // Вестник защиты растений. Приложения. 2017. 24 с.

3. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1 «Сорта растений» (официальное издание). М: ФГБНУ «Росинформагротех», 2021. 719 с.

4. Зотиков В.И., Бударина Г.А. Болезни гороха и основные приемы защиты культуры в условиях средней полосы России // Защита и карантин растений. 2015. № 5. С. 11–15.

5. Игнатьева И.М., Кононова Е.П., Доморацкая Д.А. Применение методов диагностики растительных экстрактов зернобобовых культур на наличие возбудителя бактериального ожога гороха // VIII Пущинская конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов», Школа-конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Генетические технологии в микробиологии и микробное разнообразие»: Сборник тезисов докладов. Посвящается памяти выдающегося ученого-микробиолога Льва Владимировича Калакуцкого, Пущино, 06–08 декабря 2022 года / Под редакцией Т.А. Решетиловой. М: ООО «Издательство ГЕОС», 2022. С. 140–141. URL: https:doi.org/10.34756/GEOS.2022.17.38328.

6. Игнатьева И.М., Словарева О.Ю., Башкирова И.Г. Применение теста на патогенность в диагностике возбудителя бактериального ожога гороха // Фитосанитария. Карантин растений. 2021. № 3 (7). С. 40–46.

7. Игнатьева И.М., Словарева О.Ю. Применение метода ПЦР для идентификации возбудителя бактериального ожога гороха Pseudomonas syringae pv. pisi в семенном и растительном материале зернобобовых культур // Сборник материалов 11-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы биологии, селекции, технологии возделывания и переработки сельскохозяйственных культур». 2021. С. 182–186.

8. Методические рекомендации по выявлению и идентификации возбудителя бактериального ожога гороха Pseudomonas syringae pv. pisi (Sackett) Young et al. Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский центр карантина астений» (ФГБУ «ВНИИКР»). Быково, 2022. 47 с. Инв. № 60-2022 МР ВНИИКР.

9. ОФС.1.7.2.0008.15. Определение концентрации микробных клеток // Государственная фармакопея Российской Федерации: в 4 т. XIV издание. Москва, 2018. Т. 1.

10. Alfered S. Diseases of vegetable crops // Root rots, wilts, blights of peas. Schroeder W.T. (ed.). Biotech. Books. 2005. P. 25–26.

11. Benlioglu K., Özyilmaz Ü., Ertan D. First report of bacterial blight caused by Pseudomonassyringae pv. pisi onpea inTurkey // Plant Disease. 2010. Vol. 94 (7). P. 923.

12. Detection of Pseudomonas syringae pv. pisi from imported Canadian pea seeds / Qing Ch., Junting Q., Zhen-ji L., Zhi-peng F., Fu-rong L., Hong-yun C., Jian-ping Y. // Acta Phytopathologica Sinica. 2016. Vol. 46 (2). P. 169–175.

13. Detection of Pseudomonas syringae pv. pisi on Pea Seed. ISHI-Veg International Technical Group. 2020 a, b.

14. Epiphytic life is the main characteristic of the life cycle of Pseudomonas syringae pv. pisi, pea bacterial blight agent / Grondeau C., Mabiala A., Ait-Oumeziane R., Samson R. // European Journal of Plant Pathology. 1996. Vol. 102 (4). P. 353–363.

15. Genetic, biochemical and pathogenic diversity of Pseudomonas syringae pv. pisi strains / MartínSanz A., Pérez de la Vega M., Murillo J., Caminero C. // Plant Pathology. 2012. Vol. 61. P. 1063–1072.

16. Grondeau C., Olivier V., Samson R. Detection de Pseudomonas syringae pv. pisi dans les semences de pois: Méthodes, limites et controverses // Phytoma. 1993. Vol. 455. P. 45–47.

17. Hollaway G.J., Bretag T.W. Occurrence and distribution of races of Pseudomonas syringae pv. pisi in Australia and their specificity towards various field pea (Pisum sativum) cultivars // Australian Journal of Experimental Agriculture. 1995. Vol. 35. P. 629–632.

18. Hollaway G.J., Bretag T.W. Survival of Pseudomonas syringae pv. pisi in soil and on pea trash and their importance as a source of inoculum for a following field pea crop // Australian Journal of Experimental Agriculture. 1997. Vol. 37 (3). P. 369–375.

19. Hollaway G.J., Bretag T.W., Price T.V. The epidemiology and management of bacterial blight (Pseudomonas syringae pv. pisi) of field pea (Pisum sativum) in Australia: a review // Aust. J. Agric. Res. 2007. Vol. 58. P. 1086–1099.

20. Identification of pathovars and races of Pseudomonas syringae, the main causal agent of bacterial diseases in pea in North-Central Spain, and the search for resistance / Martín-Sanz A., Palomo J., Pérez de la Vega M., Caminero C. // European Journal of Plant Pathology. 2011. Vol. 129. P. 57–69.

21. Ignatyeva I.M., Karimova E.V., Prikhodko S.I. Diagnostics of the bacterial blight pathogen of bean Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli in plant and seed material of grain legumes using molecular genetics methods // Modern Synthetic Methodologies for Creating Drugs and Functional Materials (MOSM2020): Proceedings of the IV International Conference. Yekaterinburg, Russia, 2021. P. 030014. URL: https:doi.org/10.1063/5.0068504.

22. Lawyer A.S., Chun W. Foliar diseases caused by bacteria // Compendium of pea diseases. Kraft J.M., Pfleger F.L. (ed). St. Paul, M.N. USA, APS Press. 2001. P. 22–24.

23. Masuda Y., Nishiyama K. Occurrence of bacterialblight ofpea causedbyPseudomonassyringaepv. pisi // Journal of Phytopathology. 2001. Vol. 67. P. 206–207.

24. Pseudomonas syringae pv. phaseolicola: from ‘has bean’ to supermodel / Arnold D.L., Lovell H.C., Jackson R.W., Mansfield J.W. // Molecular Plant Pathology. 2011. Vol. 17. P. 617–627.

25. Roberts S.J. Effect of soil moisture on the transmission of pea bacterial blight (Pseudomonas syringae pv. pisi) from seed to seedling // Plant Pathology. 1992. Vol. 41. P. 136–140.

26. Specific oligonucleotide primers for the identification of Pseudomonas syringae pv. pisi yield one of two possible DNA fragments by PCR amplification: evidence of the phylogenetic divergence / Arnold D.L., Athey-Pollard A., Gibbon M.J., Taylor J.D., Vivian A. // Physiological and Molecular Plant Pathology. 1997. Vol. 51 (3). P. 213.

27. Transmission of pea bacterial blight (Pseudomonas syringae pv. pisi) from seed to seedling: effects of inoculum dose, inoculation method, temperature and soil moisture / Roberts S.J., Rzzidout M.S., Peach L., Brough J. // Journal of Applied Bacteriology. 1996. Vol. 81 (1). P. 65–72.

28. АБ Центр. Об экспорте гороха из России в 2001–2021 гг. [Электронный ресурс]. 2021. URL: https://ab-centre.ru/news/ob-eksporte-goroha-iz-rossii-v-2001-2021-gg (дата обращения: 15.02.2023).

29. ФГБУ «Центр Агроаналитики». Зерновые и зернобобовые, экспорт и импорт. Экспорт гороха из России в сезоне 2021/22 составил рекордные 1,4 млн т [Электронный ресурс]. 2022. URL: https://specagro.ru/news/202208/eksport-gorokha-iz-rossiiv-2021-2022-selkhozgodu-sostavil-rekordnye-14-mln-t (дата обращения: 15.02.2023).

30. EPPO Global Database [Электронный ресурс]. URL: https://gd.eppo.int (дата обращения: 10.05.2023).

31. EPPO Global Database. Pseudomonas syringae pv. pisi (PSDMPI) [Электронный ресурс]. URL: https://gd.eppo.int/taxon/PSDMPI/categorization (дата обращения: 25.08.2023).

32. UK, CAB International. Pseudomonas syringae pv. pisi (bacterial: pea blight) [Электронный ресурс]. 2022. URL: https://doi.org/10.1079/cabicompendium.44988 (дата обращения: 25.08.2023).