CC BY
2УДК. 578.42. 578.53. 578. 76. 578. 861.1
ДИАГНОСТИКА ПОЧВООБИТАЮЩЕГО ВИРУСА МОЗАИКИ ПШЕНИЦЫ,
ПОРАЖАЮЩЕГО ПШЕНИЦУ (TRTTICUM AESTIVUM) МЕТОДОМ ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ
Т.Х.Махмудов,13.Н.Кодирова,1 З.М.Зияев2
Щнститут генетики и экспериментальной биологии растений АН РУз, Узбекистан, Ташкент обл, 111208, район Кибрай Юцори-Юз МФЙ
2Научно-исследователъский институт генетических ресурсов растений, Узбекистан
Ташкент обл, 111202, Кибрайский р-н, мсг Ок-Ковок (Ботаника), ул. Вир, 1 "Соответствующий автор email: tohir [email protected]
Аннотация. Целью данной научно-исследовательская работы является изучение симптомов заболевания вирусом почвообитающего вируса мозаики пшеницы (Soil-borne wheat mosaic virus), относящимся к роду Furovirus, семейства Virgaviridae, поражающим растения пшеницы, и его детекция методом полимеразной цепной реакции.
Ключевые слова: Soil-borne wheat mosaic virus, Triticum aestivum, Furovirus, SBWMV, Virgaviridae, ПЦР.
DETECTION OF A SOIL-BORNE WHEAT MOSAIC VIRUS INFECTING WHEAT (TRITICUM AESTIVUM) BY BY POLYMERASE CHAIN REACTION
T.H.Makhmudov1., Z.N.Kadirova1., Z.M.Ziyaev2
4nstitute of Genetics and Experimental Plant Biology of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent region, 111208, Yukori-Yuz MFY.
2Research Institute of Plant genetic resources. 111202, VIR street, Kibray district, Tashkent
region, Uzbekistan Corresponding author email: tohir [email protected]
Abstract. The goal of this research work is to study the symptoms of the disease caused by the wheat streak mosaic virus (Soil-borne wheat mosaic virus), belonging to the Furovirus genus of the Virgaviridae family, affecting wheat plants, and its detection by the polymerase chain reaction method.
Keywords: Soil-borne wheat mosaic virus, Triticum aestivum, Furovirus, SBWMV, Virgaviridae, PCR.
Введение. Настоящий время каждой страны мира обеспечение безопасности пищевых продуктов является приоритетом. В сельском хозяйстве пшеница является важнейшей продовольственной
культурой. Основную часть кормового patsioнa населения планеты составляют злаки и крупы. Пшеница (ТгШсит) - род травянистых растений, относящихся к семейству злаков, и в настоящее время является одним из
растений, выращиваемых в
географически различных
климатических условиях.
Настоящий время по данным продовольственной и
сельскохозяйственной организа1эш (ФАО), выращивание пшеницы в мире европейские страны составляют 23%, Китай 19% и Индия 15% [1].
Пшеница, основной продукт питания, постоянно находится под угрозой со стороны абиотических и биотических факторов.
Сегодния ученые выявили около 100 фитопатогенных вирусов в зерновых культурах. На вирусы приходится почти 50% болезней растений во всем мире [2].
Одним из вирусов,
поражающих растение пшеницы, является почвообитающего вируса мозаики пшеницы, относящийся к роду Furovirus/ семейства Ущаютйае [3]. Вирус широко распространен. В Европе оно известно с 1960-х гг., позже выявлено в Австралии, Африке, Южной Америке, Индии, Япони и в России [4, 5].
Почвообитающие вирусы на пораженной площади каждый год вызывают снижение урожайности. Они отличаются тем, что переносятся почвенным грибом Ро1утуха ^гатшг'в Г^ц^Ьат, который служит и резерватором инфекции в почве.
Почвообитающего вируса
мозаики пшеницы распространяется через почву. Вирионы палочковидные двух размеров: 138-160 нм (встречается
в 10-20 раз чаще) и 281-300 нм. Впервые заболевание обнаружено в США в штате Иллинойс в 1919, описано в 1923 г. [6].
Заболевают такие виды растений, как пшеница (Triticum aestivum L.), ячмень (Hordeum vulgare L.), принадлежащие к семейству Роасеае.
[7].
В 2023 году вирус полосатой мозаики пшеницы впервые в нашей Республике молекулярно
идентифицирован методом
полимеразной цепной реакции на пшеничных полях Кибрайского района Ташкентской области [8]. Кроме того, методом ПЦР исследованы штаммы вируса желтой карликовости ячменя, поражающего растения пшеницы, и изучено генетическое разнообразие гена белковой оболочки (СР) выделенного в нашем регионе штамма BYDV-PAV Т-UZB1 [9].
Материалы и методы. В объекте исследования в феврале 2024 года проводился мониторинг уровня распространения вируса зерновых кулыур.
Образцы были собраны на основании симптомов заболевания. Образцы хранили в камере авто холодильника Alpicool (Россия) -20°С и доставляли в лабораторию.
Тотальное выделение РНК: для извлечения тотальной РНК из исследуемого листа растения ее проводили на основе набора
«Invitrogen™ PureLink™ RNA Mini Kit» Thermo Fisher США.
Обратная транскриптаза набор MMLV RT (SuperScript™II Reverse Transcriptase USA) амплифицировали в соответствии с инструкциями.
Для приготовления смеси обратная трнаскрипция (1-реакция) использовались следующие реагенты: 3[Л воды (Water, nuclease-free, Thermo Scientific), 1ц1 праймер SBWMCPR, 4 ц1 (dNTPs), 5 РНК, 4 5x буфера, 0.5 |al ревертаза (SuperScript
II (In vi trogen™), 1 |д1 0,1 M ДТТ. Программа термоциклирования
обратной транскрипции: 40°С - 115 минут, 70°С - 1 цикл за 10 минут.
Метод ПЦР проводили на основе набора реагентов для ПЦР Platinum™ Hot Start PCR Master Mix (2X) (Invitrogen™ Thermo Fisher USA).
Для приготовления смес для ПЦР использовались следующие реагенты: 4 [Л кДНК, 6,6 [Л сИНгО, 12,5[Л 2Х Master Mix, 0,9 |Lil MgC12, 0,5ц1 праймера SBWMCPF, 0,5^x1 праймера SBWMCPR. ПЦР проводили на амплификатор Т960 ПЦР
Термоциклер (Китай).
Амплификацию проводили в общем объеме реакции 20 мкл. Для ПЦР использовалась следующая программа термоциклирования: 40 циклов реакции проводили следующим образом: денатурация в
течение 1 мин при 94°С, отжиг в течение 1 мин при 55°С и элонгация в течение 1 мин при 72°С, а финальная элонгация была завершена при 72°С в течение 10 мин.
Результаты исследования и обсуждение. При изучении циркуляции вирусов важное значение имеет сохранение и размножение в природе в зависимости от времени года. Передача вирусов растений хозяину и промежуточным растениям зависит от переносчиков вируса. Организована экспедиция на зерновые поля в феврале 2024 года. Мониторинг почвенного вируса мозаики пшеницы проводился на зерновых полях. В зависимости от симптомов заболевания
биологические образцы хранили в холодильнике "Alpicool" при температуре -20°С и доставляли в лабораторию. Координаты
обследованных территорий и места отбора определялись в системе глобального позиционирования (GPS) с помощью мобильного устройства.
Координаты пщеничных полей 39°59'51.5"N 65°46'37.3"Е, 39°59'18.1"N 65°44'38.6"Е, 39°58'37.0"N 65°44'37.5"Е, 39°57'19.0"N 65°44'30.6"Е симптомы болезни характерны для пшеницы на растении наблюдался почвенного вируса мозаики пшеницы (рис1).
^ 1Щ ^ -
- " -9
1 2
1-рисунок. Симптомы заболевания зараженные почвообитающего вируса мозаики пшеницы в зерновых полях. 1-зараженные пшеничное поле. 2-растения пшеницы зараженные почвообитающего вируса мозаики пшеницы (ВПМП)
В исследованиях, проведенных, установлено, что на обследованных полях пшеницы распространена зерновая тля, которая является переносчиком некоторых вирусов пшеницы.
ПЦР-анализ собранных
образцов дал следующие результаты:
Использовали праймерные последовательности олигонуклеотидов БВШМУ СР К и БВ^УМУ СР Б, специфичные для вируса почвенной мозаики пшеницы.
Анализ продуктов ПЦР определяли электрофорезом на 2% агарозном геле, приготовленном в 10-
кратном буфере трис-борат-ЭДГА (TBE, Thermo Scientific). 5[Л красителя на 10 мкл образца помещали вместе с образцом в лунку с агарозой. В качестве маркеров использовали смесь молекул 100 пар оснований (Invitrogen USA). Электрофорез проводили с помощью горизонтального
электрофореза SE-1 (Хеликон, Россия) при напряжении 80В в течение 60-100 минут. Гель анализировали и фотографировали на
трансиллюминатор ВК AG-100 (Gel Imaging Ayalysis System Biobase China) (рис 2).
1 2 Л Л
3 4 5
6 V
fljB___SBWMV-695 bp
ООО ШЛ ' 5ÖOM 40U тш
зоотш
200AB _
oo,
2-рисунок. Изображение агарозного геля ОТ-ПЦР, выполненной праймерами SBWMVCPR/ SBWMVCPF в образцах пшеницы. М-100 bp DNA Ladder; 1-7 образцов пшеницы
Результаты исследования
показали, что SBWMV был обнаружен на уровне 695 bp в образцах 1-3-6-7.
Заключение. По результатам мониторинга, проведенного на пшеничных полях, установлено, что растение пшеницы было заражено почвообитающего вируса мозаики пшеницы в феврале этого года.
Сорняки вокруг пшеничного поля также показали симптомы вирусного заболевания.
Впервые в нашей Республике методом полимеразной цепи выявлен почвообитающего вируса мозаики пшеницы.
Список литературы
1. Preliminary data now available for selected countries an products. Eri§im Tarihi. Retrieved 2018 March 03 from http://www.fao.org/statistics/en/
2. Jones RAC, Naidu RA (2019) Global dimensions of plant virus diseases:current status and future perspectives. Annu Rev Virol 6(1):387-409.
3. Богоутдинов Д.З., Кастальева Т.Б., Гирсова H.B. Вирусные заболевания зерновых кулыур в Самарской области. Вестник Оренбургского государственного университета 2017 № 4 (204).
4. Глинушкин А.П., Райов А.А., Белошапкина О.О. Практические аспекты вирусологического обследования озимой пшеницы на
Южном Урале. Аграрный вестник Урала. - 2013. - №7 (113). - С. 4-7.
5. Можаева К.А., Кастальева Т Гирсова Н.В. Вирус жёлтой карликовости ячменя и другие вирусы зерновых кулыур на территории Российской Федера^и. Росинформагротех, 2007. - 32 с.
6. McKinney, Н.Н., S.H. Eckerson & R.W. Webb, 1923. The intracel-lular bodies associated with the rosette disease and a mosaic-likeleaf mottling of wheat. J Agric Res 26: 605-608
7. French R, Stenger D C. 2002. Wheat streak mosaic virus. СМ1/ AAB Descriptions of Plant Viruses. No. 398. Association of Applied Biologists, Wellesbourne, UK.
8. Maxmudov T.X., Bug'doy o'simligini kasallantiruvchi wheat streak mosaic virus ning molekulyar genetik identifikatsiyasi O'ZBEKISTON AGRAR FANI XABARNOMASI jurnali № 1 (13) 2024109-111 b.
9. Makhmudov T. Khalimovich., Kadirova Nasirovna., Adilov B. Shukhratovich., Abdikarimov B. Qurombayevich., Abduvaliev B. Abdurashitovich., Ziyaev Z. Mashrabovich., Sherimbetov A. Gulmirzayevich, Kurganov Sardor. Molecular identification based on coat protein sequences of the barley yellow dwarf virus from Uzbekistan Pak. J. Phytopathol., Vol. 35 (01) 2023. 127-135pp.
