Определение видовой принадлежности грибов рода Fusarium молекулярным методом

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.

1. Шкаликов 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.

2. 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.11026

3. Соколова Л.М. Анализ видового разнообразия грибов из рода Fusari-um. Аграрная наука. 2019. №S1. С.118-122 DOI: 10.32634/0869-8155-2019-326-1-118-122

4. Hussain F., Usman F. // Abiotic and Biotic Stress in Plants. London, UK: IntechOpen, 2019.

5. 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 0929-1873

6. Park, 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 0305-1048

7. 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.

8. Derrick K.S. // Virology. 1973. V. 56. № 2. P. 652–653.

9. 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-z

10. Anderson, 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. 769–779

11. Bilodeau, 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 0706-0661

12. Cruz-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 0890-8508

13. 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;

14. 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 0011-3891

15. 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;

16. 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;

17. 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 1676-5680

18. 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;

19. 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;

20. 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;

21. 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 0038-0717

22. Поликсенова, 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.)]

26. 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.

27. 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.