vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2021-352-9-118-124vetpress-1793Research ArticleЗАЩИТА РАСТЕНИЙCROP PROTECTIONОпределение видовой принадлежности грибов рода Fusarium молекулярным методомDetermination of the species of fungi of the genus Fusarium by molecular methodСоколоваЛ. М.SokolovaL. M.

Соколова Любовь Михайловна, ведущий научный сотрудник отдела селекции и семеноводства,кандидат сельскохозяйственных наук

д. Верея, стр. 500, Московская обл., 140153

Sokolova Lyubov Mihajlovna, Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher of the Breeding and Seed Production Department

140153, d. Vereya, p. 500, Moscow region

ЕгороваА. А.EgorovaA. A.

Егорова Анна Анатольевна, старший научный сотрудник отдела селекции и семеноводства, кандидат сельскохозяйственных наук

д. Верея, стр. 500, Московская обл., 140153

Egorova Anna Anatolevna, Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher of the Breeding and Seed Production Department

140153, d. Vereya, p. 500, Moscow region

ХовринА. Н.HovrinA. N.

Ховрин Александр Николаевич, главный научный сотрудник, заведующий отделом селекции и семеноводства, доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

д. Верея, стр. 500, Московская обл., 140153

Hovrin Aleksandr Nikolaevich, Candidate of Agricultural Sciences, Docent, Chief Researcher, Head of the Breeding and Seed Production Department

140153, d. Vereya, p. 500, Moscow region

Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства — филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства»РоссияAll-Russian Research Institute of Vegetable Crop Production — dranch of Federal Scientific Center of Vegetable Crop ProductionRussian Federation20210211202109118124Copyright © Соколова Л.М., Егорова А.А., Ховрин А.Н., 20212021Соколова Л.М., Егорова А.А., Ховрин А.Н.Sokolova L.M., Egorova A.A., Hovrin A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/1793

В настоящее время обнаружено более 10 000 видов грибов, ассоциированных с растениями, и не удивительно, что грибные заболевания наносят больший вред. Большинство видов рода Fusarium — почвенные сапротрофы, обитающие на мертвых растительных остатках, в ризосфере растений, на поверхности корней. Они вызывают гниль корней, семян, плодов, клубней, корнеплодов. Все формы фузариев прогрессируют при высоких температурах и влажности. Анализ литературных источников и экспериментальные данные позволили сформулировать цель наших исследований: «Провести анализ видового разнообразия грибов рода Fusarium из почвы, растений моркови столовой в зависимости от эколого-географических зон произрастания». В результате с помощью ПЦР-анализа выявлено 13 образцов, отнесенных к F. langsethiae; 2 образца F. оxysporum; 8 образцов F. рoae; 2 F. sporotrichioides; 1 образец, отнесенный нами к F. сulmorum, данный образец был собран в Ростовской области и Московской области. Также выявлено, что разнообразие почвенно-климатических условий в разных зонах ведет за собой смену видового состава представителей р. Fusarium: видовой состав грибов р. Fusarium существенно меняется в зависимости от агроклиматических условий. В более влажных и теплых условиях (южные регионы) доминируют специфические виды F. culmorum, F. sporotrichiella, F. oxysporum. Реже встречаются F. heterosporum, F. nivale; вид F. graminearum обитает на растительных остатках, на корнях растений или в зоне ризосферы, но практически не встречается в почве в чистом виде. Таким образом, данное направление является перспективным для изучения грибов рода Fusarium, так как данный микроорганизм обитает в почве и на растениях. Целесообразно выявлять патоген с образцов из разных областей, чтобы значительно увеличить репрезентативность выборок внутри областей с дальнейшим выявлением разнообразного мицелия и тем самым создавать шкалу мицелия.

Currently, more than 10,000 species of fungi associated with plants have been found, and it is not surprising that fungal diseases cause a lot of harm. Most species of the genus Fusarium are soil protrophs that live on dead plant remains, in the rhizosphere of plants, on the surface of roots. They cause rot of roots, seeds, fruits, tubers, root crops. All forms of fusariums progress at high temperatures and humidity. The analysis of literary sources and experimental data allowed us to formulate the purpose of our research: “To analyze the species diversity of fungi of the genus Fusarium from the soil, table carrot plants, depending on the ecological and geographical zones of growth.” As a result, using PCR analysis, 13 samples attributed to F. langsethiae were identified; 2 samples of F. ochusrohim; 8 samples of F. roae; 2 of F. sporotrichioides; 1 sample attributed to F. sulmorum, this sample was collected in the Rostov region and the Moscow region. It was also revealed that the diversity of soil and climatic conditions in different zones leads to a change in the species composition of representatives of R. Fusarium: the species composition of fungi of R. Fusarium varies significantly depending on agro-climatic conditions. In wetter and warmer conditions (southern regions), specific species of F. culmorum, F. sporotrichiella, and F. oxysporum dominate. F. heterosporum, F. nivale are less common; F. graminearum species lives on plant residues, on plant roots or in the rhizosphere zone, but practically does not occur in the soil in its pure form. Thus, this direction is promising for the study of fungi of the genus Fusarium, since this microorganism lives in the soil and on plants. It is advisable to identify the pathogen from samples from different regions to significantly increas the representativeness of samples within the regions with further identification of diverse mycelium, thereby creating a scale of diverse mycelium.

ПЦРпраймеры SSR и ISSRFusariumфитопатогеныпочварастенияоценка моркови столовойселекцияPCRISSR and SSR primersFusariumphytopathogenssoilplantsevaluation of table carrotsselectionReferencesШкаликов В.А., Белошапкина О.О., Букреев Д.Д., Горбачев И.В., Джалилов Ф.С.-У., Корсак И.В., Минаев В.Ю., Стройков Ю.М. Защита рас-тений от болезней. М.: Колос, 2010. 404 с.Shkalikov V. A., Beloshapkina O. O., Bukreev D. D., Gorbachev I. V., Jalilov F. S.-U., Korsak I. V., Minaev V. Yu., Stroikov Yu. M. Plant protection from diseases. Moscow: Kolos, 2010. 404 p. (In Russ.)Nazarov P.A., Baleev D.N., Ivanova M.I., Sokolova L.M., Karakozova M.V. Acta Naturae (англоязычная версия). — ACTA NATURAE | Т. 12 № 3 (46) 2020. С.46-59. Инфекционные болезни растений: этиология, современное состояние, проблемы и перспективы защиты растений. DOI: 10.32607/actanaturae.11026Nazarov P. A., Baleev D. N., Ivanova M. I., Sokolova L. M., Karakozova M. V. Acta Naturae (English version). - ACTA NATURAE / Vol. 12 No. 3 (46) 2020. pp. 46-59. Infectious plant diseases: etiology, current state, problems and prospects of plant protection DOI: 10.32607/actanaturae. 11026. (In Russ.) DOI: 10.32607/actanaturae.11026Соколова Л.М. Анализ видового разнообразия грибов из рода Fusari-um. Аграрная наука. 2019. №S1. С.118-122 DOI: 10.32634/0869-8155-2019-326-1-118-122Sokolova L. M. Analysis of the spe-cies diversity of fungi from the genus Fusarium. Agricultural science. 2019. No. S1. pp. 118-122. (In Russ.) DOI: 10.32634/0869-8155-2019-326-1-118-122Hussain F., Usman F. // Abiotic and Biotic Stress in Plants. London, UK: IntechOpen, 2019.Hussain F., Usman F. // Abiotic and Biotic Stress in Plants. London, UK: IntechOpen, 2019.Geiser, D. M.; Jimйnez-Gasco, M.; Kang, S.; Makalowska, I.; Veerara-ghavan, N.; Ward, T.J.; Zhang, N.; Kuldau, G.A. & O’Donnell, K. (2004). Fusari-um-ID v.1.0: A DNA sequence database for identifying Fusarium. European Jour-nal of Plant Pathology, Vol.110, No.5-6, pp. 473-479, ISSN 0929-1873Geiser, D. M.; Jimйnez-Gasco, M.; Kang, S.; Makalowska, I.; Veerara-ghavan, N.; Ward, T.J.; Zhang, N.; Kuldau, G.A. & O’Donnell, K. (2004). Fusari-um-ID v.1.0: A DNA sequence database for identifying Fusarium. European Jour-nal of Plant Pathology, Vol.110, No.5-6, pp. 473-479, ISSN 0929-1873Park, B.; Park, J.; Cheon,g K-C.; Choi, J.; Jung, K.; Kim, D.; Lee, Y.H.; Ward, T.J.; O'Donnell, K.; Geiser, D.M. & Kang, S. (2011). Cyber infrastructure for Fusarium: three integrated platforms supporting strain identification, phyloge-netics, comparative genomics and knowledge sharing. Nucleic Acids Research Vol.39, Supplement. 1, pp. D640-D646, ISSN 0305-1048Park, B.; Park, J.; Cheon,g K-C.; Choi, J.; Jung, K.; Kim, D.; Lee, Y.H.; Ward, T.J.; O'Donnell, K.; Geiser, D.M. & Kang, S. (2011). Cyber infrastructure for Fusarium: three integrated platforms supporting strain identification, phyloge-netics, comparative genomics and knowledge sharing. Nucleic Acids Research Vol.39, Supplement. 1, pp. D640-D646, ISSN 0305-1048Martinelli F., Scalenghe R., Davino S., Panno S., Scuderi G., Ruisi P., Villa P., Stroppiana D., Boschetti M., Goulart L.R., et al. // Agron. Sustain. Dev. 2015. V. 35. № 1. P. 1–25.Martinelli F., Scalenghe R., Davino S., Panno S., Scuderi G., Ruisi P., Villa P., Stroppiana D., Boschetti M., Goulart L.R., et al. // Agron. Sustain. Dev. 2015. V. 35. № 1. P. 1–25.Derrick K.S. // Virology. 1973. V. 56. № 2. P. 652–653.Derrick K.S. // Virology. 1973. V. 56. № 2. P. 652–653.Salgado-Salazar C., Bauchan G.R., Wallace E.C., Crouch J.A. // Plant Мethods. 2018. V. 14. P. 92. https://doi.org/10.1186/s13007-018-0362-zSalgado-Salazar C., Bauchan G.R., Wallace E.C., Crouch J.A. // Plant Мethods. 2018. V. 14. P. 92. https://doi.org/10.1186/s13007-018-0362-zAnderson, I.C. & Cairney, J.W.G. (2004). Diversity and ecology of soil fungal communities: increased understanding through the application of molecular techniques. Environmental Microbiology, Vol.6, No. 8, pp. 769–779Anderson, I.C. & Cairney, J.W.G. (2004). Diversity and ecology of soil fungal communities: increased understanding through the application of molecular techniques. Environmental Microbiology, Vol.6, No. 8, pp. 769–779Bilodeau, G.J.; Pelletier, G.; Pelletier, F.; Lйvesque, C.A. & Hamelin, R.C. (2009). Multiplex real-time polymerase chain reaction (PCR) for detection of Phytophthora ramorum, the causal agent of sudden oak death. Canadian Journal of Plant Pathology, Vol.31, No.2, pp. 195-210, ISSN 0706-0661Bilodeau, G.J.; Pelletier, G.; Pelletier, F.; Lйvesque, C.A. & Hamelin, R.C. (2009). Multiplex real-time polymerase chain reaction (PCR) for detection of Phytophthora ramorum, the causal agent of sudden oak death. Canadian Journal of Plant Pathology, Vol.31, No.2, pp. 195-210, ISSN 0706-0661Cruz-Perez, P.; Buttner, M.P. & Stetzenbach, L. D. 2001. Detection and quantitation of Aspergillus fumigatus in pure culture using polymerase chain reac-tion. Molecular and Cellular Probes, Vol.15, No.2, pp. 81-88, ISSN 0890-8508Cruz-Perez, P.; Buttner, M.P. & Stetzenbach, L. D. 2001. Detection and quantitation of Aspergillus fumigatus in pure culture using polymerase chain reac-tion. Molecular and Cellular Probes, Vol.15, No.2, pp. 81-88, ISSN 0890-8508Demeke, T. & Jenkins, G.R. (2010). Influence of DNA extraction meth-ods, PCR inhibitors and quantification methods on real-time PCR assay of bio-technology-derived traits. Analytical and Bioanalytical Chemistry, Vol.396, No.6, pp. 1977–1990, ISSN 1618-2642;Demeke, T. & Jenkins, G.R. (2010). Influence of DNA extraction meth-ods, PCR inhibitors and quantification methods on real-time PCR assay of bio-technology-derived traits. Analytical and Bioanalytical Chemistry, Vol.396, No.6, pp. 1977–1990, ISSN 1618-2642;Biswas, K. & Biswas, R.A. (2011). Modified method to isolate genomic DNA from plants without liquid nitrogen. Current Science, Vol.100, No.11, pp. 1622-1624 , ISSN 0011-3891Biswas, K. & Biswas, R.A. (2011). Modified method to isolate genomic DNA from plants without liquid nitrogen. Current Science, Vol.100, No.11, pp. 1622-1624 , ISSN 0011-3891Chi, M.-H.; Park, S.-Y. & Lee, Y.-H. (2009). A quick and safe method for fungal DNA extraction. Plant Pathology Journal, Vol.25, No.1, pp. 108-111, ISSN 1598-2254;Chi, M.-H.; Park, S.-Y. & Lee, Y.-H. (2009). A quick and safe method for fungal DNA extraction. Plant Pathology Journal, Vol.25, No.1, pp. 108-111, ISSN 1598-2254;Feng, J.; Hwang, R.; Chang, K. F.; Hwang, S. F.; Strelkov, S. E.; Gossen, B. D. & Zhou, Q. (2010). An inexpensive method for extraction of ge-nomic DNA from fungal mycelia. Canadian Journal of Plant Pathology, Vol.32, No.3, pp. 396-401, ISSN 0706-0661;Feng, J.; Hwang, R.; Chang, K. F.; Hwang, S. F.; Strelkov, S. E.; Gossen, B. D. & Zhou, Q. (2010). An inexpensive method for extraction of ge-nomic DNA from fungal mycelia. Canadian Journal of Plant Pathology, Vol.32, No.3, pp. 396-401, ISSN 0706-0661;Cervantes-Dнaz, L.; Grimaldo-Juarez, O. & Alarcon, A. (2010). A rapid method for isolation of total DNA from pathogenic filamentous plant fungi. Genet-ics and Molecular Research, Vol.9, No.1, pp. 162-166, ISSN 1676-5680Cervantes-Dнaz, L.; Grimaldo-Juarez, O. & Alarcon, A. (2010). A rapid method for isolation of total DNA from pathogenic filamentous plant fungi. Genet-ics and Molecular Research, Vol.9, No.1, pp. 162-166, ISSN 1676-5680Nei M., Li W.-H. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases // Proc. Natl. Acad. Sci. 1979. Т. 76. № 10. С. 5269–5273;Nei M., Li W.-H. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases // Proc. Natl. Acad. Sci. 1979. Т. 76. № 10. С. 5269–5273;Zelaya-Molina L.X.; Ortega M.A. & Dorrance A.E. (2011). Easy and ef-ficient protocol for oomycete DNA extraction suitable for population genetic anal-ysis. Biotechnology Letters, Vol.33, No.4, pp. 715-720, ISSN 0141-5492;Zelaya-Molina L.X.; Ortega M.A. & Dorrance A.E. (2011). Easy and ef-ficient protocol for oomycete DNA extraction suitable for population genetic anal-ysis. Biotechnology Letters, Vol.33, No.4, pp. 715-720, ISSN 0141-5492;Zhang, Y.J.; Zhang, S.; Liu, X.Z.; Wen, H.A. & Wang, M. (2010). A simple method of genomic DNA extraction suitable for analysis of bulk fungal strains. Letters in Applied Microbiology, Vol.51, No.1, pp. 114-118, ISSN 0266-8254;Zhang, Y.J.; Zhang, S.; Liu, X.Z.; Wen, H.A. & Wang, M. (2010). A simple method of genomic DNA extraction suitable for analysis of bulk fungal strains. Letters in Applied Microbiology, Vol.51, No.1, pp. 114-118, ISSN 0266-8254;Hirsch, P.R.; Mauchline, T.H. & Clark, I.M. (2010). Cultureindependent molecular techniques for soil microbial ecology. Soil Biology & Biochemistry, Vol.42, pp. 878- 887, ISSN 0038-0717Hirsch, P.R.; Mauchline, T.H. & Clark, I.M. (2010). Cultureindependent molecular techniques for soil microbial ecology. Soil Biology & Biochemistry, Vol.42, pp. 878- 887, ISSN 0038-0717Поликсенова, В.Д. Методические указания к занятиям спецпракти-кума по разделу «Микология» / В.Д. Поликсенова, А.К. Храмцов, С.Г. Пис-кун / Методы экпериментального изучения микроскопических грибов». Минск, БГУ. 2004. 36 с.Poliksenova, V. D. Methodological guidelines for spe-cial practice classes in the section "Mycology" / V. D. Poliksenova, A. K. Khramtsov, S. G. Piskun / Methods of experimental study of microscopic fungi". Minsk, BSU. 2004. 36 s. (In Russ.)Соколова Л.М., Егорова А.А., Терешонкова Т.А., Алексеева К.Л., Ускоренный метод выделения в чистую культуру и характеристика грибов р. Fusarium, поражающих морковь столовую. Селекция и семеноводство овощ-ных культур ВНИИССОК, 2014. № 45. С. 496-501.Sokolova L. M., Egorova A. A., Tereshonkova T. A., Alekseeva K. L., Accelerated method of isolation into pure culture and characteristics of P. Fusarium fungi affecting table carrots. Selection and seed production of vegetable crops VNIISSOK. 2014. No. 45. pp. 496-501(In Russ.)Леунов В.И., Ховрин А.Н., Терешонкова Т.А., Соколова Л.М., Горшкова Н.С., Алексеева К.Л. Методы ускоренной селекции моркови сто-ловой на комплексную устойчивость к грибным болезням (ALTERNARIA и FUSARIUM). Методические рекомендации / Ответственный за выпуск И.И.Тарасенков. Москва, 2011.Leunov V. I., Khovrin A. N., Tereshonkova T. A., Sokolova L. M., Gorshkova N. S., Alekseeva K. L. Methods of accelerated se-lection of carrots for complex resistance to fungal diseases (ALTERNARIA and FUSARIUM). Methodological recommendations / Responsible for the issue I. I. Tarasenkov. Moscow, 2011. (In Russ.)Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и условно патогенных грибов. Пер. с англ.-М.: Мир, 2001.-486 с. [Sutton D., Fothergill A., Rinaldi M. Determinant of pathogenic and conditionally pathogenic fungi. Trans. from English-M.: Mir, 2001. -486 p. (In Russ.)]Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и условно патогенных грибов. Пер. с англ.-М.: Мир, 2001.-486 с. [Sutton D., Fothergill A., Rinaldi M. Determinant of pathogenic and conditionally pathogenic fungi. Trans. from English-M.: Mir, 2001. -486 p. (In Russ.)Егорова, А.А., Соколова Л.М. Получение моноспоровой культуры р. Fusarium на моркови столовой Daucus carota L. Вестник Алтайского госу-дарственного аграрного университета. 2017. №9(155). С. 115–119.[Egorova, A. A., Sokolova L. M. Obtaining a monospore culture of r. Fusarium on table carrots Daucus carota L. Bulletin of the Altai State Agrarian University. 2017. No. 9(155). pp. 115-119. (In Russ.)]Семенов А.Н., Диващук М.Г., Баженов М.С., Карлов Г.И., Леунов В.И., Ховрин А.Н., Егорова А.А., Соколова Л.М., Терешонкова Т.А., Алексе-ева К.Л., Леунова В.М. Сравнительный анализ полиморфизма микросател-литных маркеров у ряда видов рода FUSARIUM. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2016. №1. С. 40-50.Semenov A. N., Divash-chuk M. G., Bazhenov M. S., Karlov G. I., Leunov V. I., Khovrin A. N., Egorova A. A., Sokolova L. M., Tereshonkova T. A., Alekseeva K. L., Leunova V. M. Comparative analysis of polymorphism of microsatellite markers in a number of species of the genus FUSARIUM. News of the Timiryazev Agricultural Academy. 2016. No. 1. pp. 40-50. (In Russ.)

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