Бактериальный ожог плодовых культур - одно из самых тяжелых заболеваний плодовых деревьев. Инфекция поражает как культурные, так и дикорастущие растения семейства Rosaceae. Возбудителем бактериального ожога плодовых является Erwinia amylovora, принадлежащая к семейству Enterobacteriaceae. К факторам вирулентности E. amylovora традиционно относят систему секреции III типа (ССТТ), экзополисахариды амиловоран и леван. Амиловоран - разветвленный гетерополимер, в состав которого входят остатки глюкозы, галактозы и пирувата. Синтез амиловорана является необходимым условием для развития бактериального ожога, поскольку он способен физически блокировать движение воды по сосудистым элементам растения. Амиловоран и леван в совокупности с белками входят в состав биопленки, образуемой E. amylovora. Целью данного исследования явилось изучение влияния ряда фенольных соединений растений на продукцию экзополисахаридов амиловорана и левана бактериями E. amylovora. Исследования проводили в 2018-2019 годах на базе на кафедры молекулярной биологии биологического факультета БГУ в Республике Беларусь. Объектами исследований выступали штаммы E. amylovora E2 и D4 из коллекции кафедры молекулярной биологии. В статье представлены результаты исследования по изучению влияния растительных фенольных соединений на биосинтез амиловорана и левана, а также на активность фермента катехол-2,3-диоксигеназы (XylE). Продукция амиловорана в присутствии в культуральной среде коричной, ванилиновой и феруловой кислот превышала контроль на 52,7 %, 54,31% и29,4% соответственно. Кофейная кислота не оказывала значительного воздействия на биосинтез данного экзополисахарида. Салициловая кислота вызывала снижение выработки амиловорана на 60% и активность катехол-2,3-диоксигеназы - на 51% по сравнению с контрольными значениями. На биосинтез левана присутствие в среде фенольных кислот не повлияло. Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что фенольные кислоты могут изменять уровень биосинтеза амиловорана, однако механизм их воздействия требует дальнейшего подробного изучения.
Fire blight is a contagious disease affecting a wide range of host species within the family Rosaceae. The causal pathogen is Erwinia amylovora that belongs to the family Enterobacteriaceae. Many virulence determinants of E. amylovora have been characterized, including the Type III secretion system (T3SS), exopolysaccharides (EPS) amylovoran and levan. Amylovoran is a heteropolysaccharide with pentasaccharide repeating units containing four galactose and one glucuronic acid residues. Amylovoran is a pathogenicity factor in Erwinia amylovora, essential for the development of disease symptoms. It has been suggested to play a major role in disturbance and obstruction of the plant vascular system. Amylovoran and levan are required for biofilm formation by E.amylovora. In this study the following strains were used: Erwinia amylovora E2, D4. We demonstrate the influence of plant phenolic compounds on the production of E. amylovora EPS amylovoran and levan and catechol 2.3-dioxygenase activity. We showed that amylovoran production in presence in cultivation medium of cinnamic, vanillic and ferulic acids increased significantly (52.7%, 54.31% and 29.4% respectively). The presence in cultivation medium of caffeic acid did not influence amylovoran synthesis. Also we investigated that catechol 2.3-dioxygenase activity and amylovoran production was inhibited by salicylic acid (51% and 60% respectively). Unfortunately, we couldn’t demonstrate the influence of phenolic acids on levan production. The results indicate that plant phenolic compounds inhibit or increase amylovoran biosynthesis, however, it deserve further research.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.