CC BY
14
https://doi.org/l0.17816/ecogen16362
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ ToxA И PtrPf2 ФИТОПАТОГЕННОГО ГРИБА PYRENOPHORA TRITICI-REPENTIS В НАЧАЛЕ ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА
© Н.В. Мироненко, А.С. Орина, Н.М. Коваленко
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений», Пушкин, Санкт-Петербург
Для цитирования: Мироненко Н.В., Орина А.С., Коваленко Н.М. Экспрессия генов ToxA и PtrPf2 фитопатогенного гриба Pytenophora tritici-repentis в начале инфекционного процесса // Экологическая генетика. — 2020. — Т. 18. — № 2. — С. 149—155. https://doi.org/l0.17816/ ecogen16362.
Поступила: 07.10.2019 Одобрена: 23.12.2019 Принята: 23.06.2020
& Для анализа уровня экспрессии гена ToxA, кодирующего синтез белкового некроз-индуцирующего токсина Ptr ToxA, и гена фактора транскрипции PtrPf2 фитопатогенного гриба Pyrenophora tritici-repentis in planta были выбраны два изолята, различающихся способностью вызывать некроз на листьях восприимчивого сорта пшеницы Glenlea (nec+ и nec-) и уровнем экспрессии этих генов in vitro. Показано, что ген некротрофного эффектора ToxA дифференциально экспрессируется у изолятов P. tritici-repentis в разные временные периоды после инокуляции сорта Glenlea, имеющего доминантную аллель гена Tsnl, которая контролирует чувствительность к некроз-инду-цирующему токсину Ptr ToxA. Уровень экспрессии ToxA резко увеличивается в процессе заражения пшеницы изо-лятами P. tritici-repentis ToxA+ по сравнению с результатами, ранее полученными in vitro. Причем, у вирулентного (nec+) изолята наблюдали более сильную экспрессию гена через 48 ч после инокуляции по сравнению с авирулен-тным (nec-) изолятом. Уровни экспрессии ToxA в образцах существенно различались через 24, 48 и 96 ч после инокуляции, однако динамика изменения признака у обоих изолятов во времени была одинаковой. Другой характер изменчивости экспрессии гена наблюдали для фактора транскрипции PtrPf2, регулирующего экспрессию ToxA: экспрессия этого гена в растении мало отличалась от экспрессии в культуре, два изолята лишь незначительно различались в точке максимальной экспрессии ToxA, то есть через 48 ч. Очевидно, роль грибного фактора транскрипции в регуляции экспрессии гена эффектора в растении незначительна, и в силу вступают другие механизмы регуляции экспрессии генов патогена на биотрофной стадии развития болезни.
& Ключевые слова: Pyrenophora tritici-repentis; желтая пятнистость пшеницы; ген чувствительности к токсину Ptr ToxA Tsnl, ген эффектор ToxA; ген фактора транскрипции PtrPf2.
EXPRESSION OF THE ToxA AND PtrPf2 GENES OF THE PHYTOPATHOGENIC FUNGUS PYRENOPHORA TRITICI-REPENTIS AT THE BEGINNING
OF THE INFECTION PROCESS
© N.V. Mironenko, A.S. Orina, N.M. Kovalenko
All-Russian Institute for Plant Protection, Pushkin, Saint Petersburg, Russia
Cite this article as: Mironenko NV Orina AS, Kovalenko NM. Expression of the ToxA and PtrPf2 genes of the phytopathogenic fungus Pyrenophora tritici-repentis at the beginning of the infection process. Ecological genetics. 2020;18(2):149-155. https://doi.org/10.17816/ecogen16362.
Received: 07.10.2019 Revised: 23.12.2019 Accepted: 23.06.2020
& Background. Pyrenophora tritici-repentis causing a tan spot of wheat produces host-specific toxins. Materials and methods. Two P. tritici-repentis isolates with different ability to cause necrosis on the leaves of wheat cultivar Glenlea (nec+ and nec-) and with different expression level of ToxA and PtrPf2 (factor transcription gene) in vitro were used for analysis. ToxA gene expression in P. tritici-repentis isolates in planta was characterized using quantitative PCR. Results. The expression of the ToxA gene in P. tritici-repentis ToxA+ isolates significantly increased when infected the wheat leaves compared to ToxA expression results obtained in vitro. The levels of ToxA expression in both isolates differed significantly after 24, 48 and 96 h after inoculation, however, the dynamics of the trait change over time were similar. However, the highest ToxA expression in the virulent (nec+) isolate in contrast with the avirulent (nec-) isolate was observed at a point of 48 h. Whereas the expression of regulating transcription factor PtrPf2 in planta differed imperceptibly from expression in vitro throughout the observation period. Conclusion. Obviously, the role of the fungal transcription factor in regulating the effector gene expression weakens in planta, and other mechanisms regulating the expression of pathogen genes at the biotrophic stage of the disease develop.
& Keywords: Pyrenophora tritici-repentis; tan spot of wheat; gene of sensitivity to Ptr ToxA Tsnl, effector gene ToxA; gene of transcription factor PtrPf2.
ВВЕДЕНИЕ
Желтая пятнистость листьев пшеницы — болезнь, появившаяся в 40-е годы прошлого столетия, и с тех пор охватившая практически всю территорию выращивания пшеницы в мире. Вредоносность возбудителя болезни гриба Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechsler связывают с его способностью продуцировать хозяин-специфичные токсины, индуцирующие некроз и хлороз листьев на восприимчивых сортах. Известно, что гриб P. tritici-repentis продуцирует хозяин-специфичные фитотоксины: Ptr ToxA и Ptr ToxB — белки, индуцирующие некроз и хлороз соответственно на восприимчивых сортах пшеницы, которые считаются основными факторами патогенности, и Ptr ToxC — низкомолекулярное соединение небелковой природы [1, 2]. Токсины Ptr ToxA и Ptr ToxB детерминированы генами ToxA и ToxB соответственно, для детекции наличия которых в геноме сконструированы геноспецифичные прай-меры. До сих пор расовый состав популяций патогена определяют с помощью заражения сортов-дифференциаторов, позволяющих различить 8 рас согласно сочетаниям трех фитотоксинов в изоля-тах гриба [3, 4]. Однако в последнее время становится очевидным, что число рас может быть больше благодаря обнаружению новых некроз-ин-дуцирующих токсинов [5—9], поэтому фенотипиче-ская оценка изолятов, отнесенных к определенной расе, может не совпадать с их генетической характеристикой. Например, обнаружено, что в российских популяциях встречаются изоляты, несущие ген ToxA (ToxA+), но не индуцирующие некроз на восприимчивых сортах (nec-). В связи с этим была выдвинута гипотеза, что данный феномен обусловлен отсутствием или низкой экспрессией гена ToxA [10].
Известно, что P. tritici-repentis продуцирует токсин Ptr ToxA, который индуцирует некроз только на листьях сортов мягкой пшеницы, имеющих в геноме доминантную аллель гена Tsnl, контролирующую чувствительность к токсину Ptr ToxA [11]. Ген Tsnl схож по структуре с R-генами устойчивости растений к болезням: включает домены S/TPK (серин/треонин специфическую протеинкиназу) и NBS-LRR (сайт связывания нуклеотидов и обогащенный лейцином повтор) [12].
Данные о связи экспрессии ToxA в изолятах P. tritici-repentis в культуре с их способностью индуцировать некроз на восприимчивых сортах, а также механизмах регуляции экспрессии этого гена эффектора крайне ограниченны. Важно, что ген ToxA в геноме гриба P. tritici-repentis имеет природу чужеродного элемента, перенесенного из другого вида гриба — Parastagonospora nodorum (Berk.) Quaedvl., Verkley & Crous, который вызывает очень распространенное заболевание — септориоз пшеницы [13]. В 2018 г. появилось первое сообщение об обнаружении в изолятах P. tritici-repentis гена фактора транскрипции, который кодирует продукт, регулирующий экспрессию гена ToxA. Этот ген, обозначенный PtrPf2, оказался ортологом гена PnPf2 — фактора транскрипции для эффекторов SnToxA и SnTox3 Parastagonospora nodorum [14].
Ранее нами были проанализированы две группы изолятов P. tritici-repentis из разных популяций патогена по признаку конститутивной экспрессии гена эффектора ToxA и гена фактора транскрипции PtrPf2. Впервые продемонстрирована внутри-и межпопуляционная изменчивость патогена по признакам экспрессии ToxA и PtrPf2 in vitro [15].
Цель данного исследования — определить уровень экспрессии генов ToxA и PtrPf2 у двух изолятов возбудителя болезни P. tritici-repentis в тканях восприимчивого сорта пшеницы с доминантной аллеллью гена Tsnl на ранних стадиях инфицирования грибом.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для анализа экспрессии генов гриба в процессе заражения пшеницы были выбраны монокониди-альные изоляты из южно-казахстанской популяции (г. Алматы) 2018 г., Ptr1 и Ptr10, несущие ген эффектор ToxA и различающиеся по уровню экспрессии in vitro, которая была оценена ранее [15].
Культивирование штаммов P. tritici-repentis, индукцию образования конидий и инокуляцию растений пшеницы проводили по описанным методикам [16]. Вирулентность изолятов оценивали по способности индуцировать некроз на листьях проростков восприимчивого сорта пшеницы Glenlea, имеющего доминантную аллель Tsnl, по пятибалльной шкале [17]. Фитопатологический тест проводили в двух повторностях.
Для изучения экспрессии генов P. tritici-repentis в тканях растения пшеницы в процессе развития болезни использовали модифицированную методику [18]. Для этого отсеченные листья семидневных проростков пшеницы сорта Glenlea помещали в чашку Петри на поверхность 2 % агаровой среды, содержащей 70 мг/л бензимида-зола, фиксируя их с помощью агаровых блоков. На каждый лист наносили каплю 10 мкл суспензии конидий гриба с концентрацией 3500 конидий/мл. Каждый отсеченный лист представлял отдельное растение. Для каждого изолята были подготовлены по 3 чашки Петри с 10 отрезками листьев в каждой, которые заражали суспензией конидий одновременно. Чашки с инокулированны-ми отрезками листьев помещали в светоустановку при температуре 22 °C и освещенности 1500 Лм, фотопериод составлял 12 ч. Биологический материал для последующего анализа транскрипционной активности генов собирали через 24, 48 и 96 ч. Вырезали по 10-15 отрезков растительной ткани из мест инокуляции патогеном размером 3 х 6 мм, помещали их в пробирку и сразу замораживали при -20 °C для последующего выделения РНК.
Выделение РНК проводили с помощью кита RNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Германия). кДНК синтезировали методом ОТ-ПЦР на матрице тотальной РНК (1-2 мкг) с помощью набора реактивов MMLV RT kit (Евроген, Россия).
Оценку экспрессии генов ToxA и PtrPf2 у изолятов P. tritici-repentis в тканях растения в разные временные интервалы после заражения проводили с помощью количественной ПЦР (кПЦР) с ген-специфичными праймерами [14]. В качестве референтного контроля был использован ген актина (Actl ). Реакции кПЦР проводили в объеме 20 мкл, содержащем 4 мкл 5 х qPCRmix-HS SYBR мастер-микса (Евроген, Россия), 500 нМ каждого праймера и 2 мкл раствора кДНК с использованием следующего протокола амплификации: 50° — 2 мин; 95° — 15 мин; [95° — 15 с; 62° — 60 с] • 40 на термоциклере CFX96 RealTime System (BioRad, США) трехкратно. Обработку первичных данных осуществляли с помощью программного обеспечения Bio-Rad CFX Manager 1.6. Относительную экспрессию генов рассчитывали по формуле R = 2-дда [19].
РЕЗУЛЬТАТЫ
В результате заражения проростков восприимчивого сорта пшеницы Glenlea двумя изолятами ToxA+ P. tritici-repentis установлено, что изолят Ptr1 вызывал реакцию некроза на 3—4 балла и считается вирулентным (nec+), а изолят Ptr 10 поражал пшеницу на 1—2 балла и считается слабови-рулентным/авирулентным (nec-). Согласно нашим данным, уровень экспрессии генов ToxA и PtrPf2 in vitro составляет 0,67 ± 0,01 и 0,90 ± 0,03 для изолята Ptr1 и 0,92 ± 0,1 и 1,00 ± 0,05 для Ptr10 соответственно [15].
В результате эксперимента, выполненного по описанным ранее методикам на целых растениях в стадии проростков, гены-мишени ToxA и PtrPf2 в общей кДНК из неинокулированных растений не амплифицировались, тогда как в зараженных растениях активность этих генов была детектирована. Графическое выражение экспрессии генов in planta в течение 4 сут представлено на рисунке.
Очевидно, что в результате проникновения гриба внутрь растительной ткани происходит резкое увеличение уровня экспрессии гена ToxA 25
О >■12
20
15
10
о о
Ptr1 Ptr10
24 48 72 96 120 Время после инокуляции, ч
a
2,5
CNl
OL 2,0
QL
s 1,5
о
ел ес о 1,0
ип
с ск m 0,5
0,0
Ptr1 Ptr10
0
24 48 72 96 120 Время после инокуляции, ч
b
Уровни экспрессии генов ToxA (a) и PtrPf2 (b) относительно гена актина Actl у изолятов Pyrenophora tritici-repentis Ptr1 и Ptr10 в тканях зараженных листьев пшеницы сорта Glenlea в разные периоды после инокуляции
5
0
по сравнению с конституционным — более чем в 4 раза у изолята Ptr1 и в 7 раз у изолята Ptr10 (через 24 ч после инокуляции). Через 48 ч после инокуляции отмечено максимальное значение относительного уровня экспресси in planta, а через 96 ч — снижение экспрессии гена ToxA (см. рисунок, а). В то же время экспрессия гена фактора транскрипции PtrPf2 не изменилась через 24 ч после инокуляции и лишь незначительно выросла через 48 ч по сравнению с экспрессией in vitro и практически не менялась в течение 4 сут наблюдения in planta (см. рисунок, b).
ОБСУЖДЕНИЕ
Уровни экспрессии генов ToxA и PtrPf2 в отдельных изолятах фитопатогенных грибов при взаимодействии с растением-хозяином являются важной характеристикой патогенных свойств и могут быть использованы для анализа взаимодействия генов в патосистемах. Наличие или отсутствие экспрессии гена ToxA, отвечающего за синтез не-кроз-индуцирующего белкового токсина Ptr ToxA, можно заметить по фенотипическому проявлению реакции растений мягкой пшеницы, имеющих доминантную аллель гена восприимчивости Tsn1, в ответ на заражение изолятами P. tritici-repentis ToxA+. Однако многие исследователи наблюдали случаи отсутствия индуцирования некроза ToxA+ изолятами [5, 6, 13, 20—23]. Были сделаны попытки объяснить данный факт мутациями в гене, но нуклеотидная последовательность ToxA у многих ToxA+ne^-изолятов P. tritici-repentis оказалась на редкость консервативной, что характерно для чужеродного генетического элемента, недавно попавшего в геном гриба [13]. Структура гена ToxA, недавно обнаруженного в геномах других патогенов пшеницы и ячменя Cochliobolus sativus (S. Ito & Kurib.) Drechsler ex Dastur и P. teres Drechsler, также отличается малой изменчивостью [22, 24, 25].
Известно, что экспрессия генов эффекторов фитопатогенных грибов определяется сетью сигнальных генов, включая факторы транскрипции, которая эволюционно сложилась в конкретных экологических условиях. Знаний о регуляции генов некротрофных эффекторов еще недостаточно. Из известных для всех организмов 37 суперсемейств ДНК-связывающих доменов у грибов об-
наружено 12 [26, 27]. Среди них три типа белков оказались специфичными для царства грибов, из которых фактор транскрипции «zinc finger transcription factor», кодируемый геном PnPf2, обнаружен у Parastagonospora nodorum, а его ортолог ген PtrPf2 — у P. tritici-repentis. Это факторы транскрипции PnPf2 и PtrPf2 генов эффекторов SnToxA и PtrToxA двух грибных патогенов Parastagonospora nodorum и P. tritici-repentis соответственно [14].
Показано, что экспрессия ToxA в изолятах P. tritici-repentis значительно возрастает в процессе заражения растения на начальных этапах, и находится под контролем гена фактора транскрипции PtrPf2 [14]. Авторы отмечали максимальную экспрессию ToxA на третий день после заражения восприимчивого сорта, тогда как PtrPf2 экспрессировался равномерно в течение всего периода наблюдений (с 3-го по 10-й день) [14]. Наши результаты показали сходную картину: максимальную экспрессию гена ToxA через 48 ч после заражения растения и равномерную экспрессию PtrPf2 в течение 4 сут наблюдения. Причем in planta экспрессия ToxA у вирулентного изолята была выше, чем у слабовирулентного во всех точках измерения, тогда как уровень экспрессии PtrPf2 у обоих изолятов в растении не имел достоверных различий. Таким образом, два изолята P. tritici-repentis существенно отличались друг от друга по уровню относительной экспрессии гена ToxA в тканях восприимчивого сорта пшеницы в разных временных точках, хотя динамика изменчивости этого признака у них была одинакова. Межштаммовые различия по экспрессии гена эффектора, ассоциированные с проявлением болезни, обнаружены и у других фитопатогенных грибов. Например, у двух изолятов Stagonospora nodorum (Berk.) E. Castell. & Germano были выявлены различия в уровне экспрессии гена SnToxA через 26 ч после инокуляции восприимчивого сорта пшеницы более чем в два раза, причем более высокие уровни экспрессии ассоциируются с усилением болезни в патосистеме «пшеница — S. nodorum» [28]. Влияние уровня экспрессии некротрофных эффекторов на проявление болезни показано также в других работах [28, 29]. В патосистеме «пшеница — Parastagonospora nodorum» хорошо изучены три некротрофных эффектора SnToxA, SnToxl
и SnTox3, которые могут влиять друг на друга посредством эпистаза, подавляющего экспрессию. Например, экспрессия гена SnTox3 может быть супрессирована геном SnToxl [29]. Эффекты взаимодействия Tsnl — ToxA на проявление болезни могут сильно варьировать в зависимости от генотипа сорта пшеницы, имеющего ген Tsnl. В частности, на сортах твердой пшеницы не выявлена значимая роль токсина Ptr ToxA и, наоборот, отмечается сильное влияние некротрофного эффектора Parastagonospora nodorum SnToxA при инокуляции сортов Tsn1+ [30].
Роль генной экспрессии как главной причины изменчивости вирулентности в дополнение к различиям в нуклеотидной последовательности генов показана для изолятов Zymoseptoria tritici (Roberge ex Desm.) Quaedvl. & Crous [31].
Наши результаты и приведенные выше примеры из работ, посвященных анализу экспрессии генов эффекторов грибов в растении, подтверждают предлагаемую многими авторами идею, что, возможно, основным механизмом, влияющим на динамику расового состава в популяциях фитопа-тогенных грибов, является не изменение частот аллелей генов (а)вирулентности, а изменчивость регуляции экспрессии генов эффекторов, зависящая как от генотипа растения-хозяина, так и различных экологических условий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Экспрессия гена ToxA резко увеличивается в процессе заражения восприимчивого сорта пшеницы Glenlea изолятами P. tritici-repentis ToxA+ по сравнению с экспрессией in vitro. Изоляты P. tritici-repentis характеризуются дифференциальной экспрессией ToxA в растении: уровни экспрессии ToxA у обоих изолятов существенно различались через 24, 48 и 96 ч после инокуляции, однако динамика изменения признака во времени была одинаковой. У вирулентного изолята наблюдали более сильную экспрессию ToxA через 48 ч после инокуляции по сравнению с авирулентным изолятом.
Другой характер изменчивости экспрессии гена наблюдали для фактора транскрипции PtrPf2, регулирующего экспрессию ToxA: экспрессия этого гена в растении мало отличалась от экспрессии в культуре, два изолята лишь незначительно раз-
личались в точке максимальной экспрессии ToxA, то есть через 48 ч после инокуляции. Таким образом, предположение о существовании связи между уровнем экспрессии PtrPf2 in vitro и способностью изолятов индуцировать некроз на листьях восприимчивого сорта [15] не оправдалось. Очевидно, что роль грибного фактора транскрипции в регуляции экспрессии гена эффектора in planta незначительна, и в силу вступают другие механизмы регуляции экспрессии генов патогена на биотрофной стадии развития болезни.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18-04-00128_а.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ciuffetti LM, Tuori RP, Gaventa JM. A single gene encodes a selective toxin causal to the development of tan spot of wheat. Plant Cell. 1997;9(2):135-144. https://doi.org/10.1105/ tpc.9.2.135.
2. Martinez JP, Ottum SA, Ali S, et al. Characterization of the ToxB gene from Pyrenophora tritici-repentis. Mol Plant Microbe Interact. 2001;14(5):675-677. https://doi.org/10.1094/ MPMI.2001.14.5.675.
3. Lamari L, Gilbert J, Tekauz A. Race differentiation in Pyrenophora tritici-repentis and survey of physiologic variation in western Canada. Can J Plant Pathol. 1998;20(4):396-400. https://doi.org/10.1080/07060669809500410.
4. Lamari L, Strelkov SE, Yahyaoui A, et al. The identification of two new races of Pyrenophora tritici-repentis from the host center of diversity confirms a one-to-one relationship in tan spot of wheat. Phytopathology. 2003;93(4):391-396. https://doi.org/10.1094/PHYT0.2003.93.4.391.
5. Andrie RM, Pandelova I, Ciuffetti LM. A combination of phenotypic and genotypic characterization strengthens Pyrenophora tritici-repentis race identification. Phytopathology. 2007;97(6):694-701. https://doi.org/10.1094/ PHYT0-97-6-0694.
6. Мироненко Н.В., Баранова О.А., Коваленко Н.М., Михайлова Л.А. Частота гена ToxA в популяциях Pyrenophora tritici-repentis на Северном Кавказе и северо-западе России // Микология и фитопатология. — 2015. — Т. 49. - № 5. - С. 325-329. [Mironenko NV,
Baranova OA, Kovalenko NM, Mikhailova LA. Frequency of ToxA gene in North Caucasian and North-West Russian populations of Pyrenophora tritici-repentis. Mikologiya i fitopatologiya. 2015;49(5):325-329. (In Russ.)]
7. Moreno MV, Stenglein S, Perello AE. Distribution of races and Tox genes in Pyrenophora tritici-repentis isolates from wheat in Argentina. Trop Plant Pathol. 2015;40(2):141-146. https:// doi.org/l0.1007/s40858-015-0011-2.
8. See PT, Marathamuthu KA, Iagallo EM, et al. Evaluating the importance of the tan spot ToxA-Tsn1 interaction in Australian wheat varieties. Plant Pathol. 2018;67(5): 1066-1075. https:// doi.org/10.1111/ppa.12835.
9. Guo J, Shi G, Liu Z. Characterizing virulence of the Pyrenophora tritici-repentis isolates lacking both ToxA and ToxB genes. Pathogens. 2018;7(3):74. https://doi.org/10.3390/patho-gens7030074.
10. Мироненко Н.В., Коваленко Н.М., Баранова О.А. Характеристика географически отдаленных популяций Pyrenophora tritici-repentis по вирулентности и генам токсинообразования ToxA и ToxB // Вестник защиты растений. — 2019. - № 1. - C. 24-29. [Mironenko NV, Kovalenko NM, Baranova OA. Characteristics of the geographically distant populations of Pyrenophora tritici-repentis in terms of virulence and ToxA and ToxB toxin-forming gene. Plant Protection News. 2019;( 1 ):24-29 (In Russ.)]. https://doi.org/10.31993/2308-6459-2019-1(99)-24-29.
11. Strelkov SE, Lamari L. Host-parasite interactions in tan spot (Pyrenophora tritici-repentis) of wheat. Can J Plant Pathol. 2003;25(4):339-449. https://doi.org/10.1080/07060660309507089.
12. Faris JD, Zhang Z, Lu H, et al. A unique wheat disease resistance-like gene governs effector-triggered susceptibility to necrotro-phic pathogens. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(30):13544-13549. https://doi.org/ 10.1073/pnas.1004090107.
13. Friesen TL, Stukenbrock EH, Liu Z, et al. Emergence of a new disease as a result of interspecific virulence gene transfer. Nat Genet. 2006;38(8):953-956. https://doi.org/10.1038/ ng1839.
14. Rybak K, See PT, Phan HT, et al. A functionally conserved Zn2Cys6 binuclear cluster transcription factor class regulates necrotrophic effector gene expression and host specific virulence of two major Pleosporales fungal pathogens of wheat. Mol Plant Pathol. 2017;18(3):420-434. https:// doi.org/l0.111l/mpp.12511.
15. Мироненко Н.В., Орина А.С., Коваленко Н.М. Межштаммовые различия Pyrenophora tritici-repentis по экспрессии генов ToxA и PtrPf2 в культуре // Генетика. — 2020. — Т. 56. — № 4. - С. 488-492. [Mironenko NV, Orina AS, Kovalenko NM. Differences among Pyrenophora tritici-repentis isolatesin the expression of ToxA and PtrPf2 genes in culture (in vitro). Geneti-ka. 2020;56(4)488-492. (In Russ.)]. https://doi. org/10.31857/S0016675820040086.
16. Михайлова Л.А., Мироненко Н.В., Коваленко Н.М. Желтая пятнистость пшеницы. — СПб.: ВИЗР, 2012. — 56 с. [Mikhailova LA, Mironenko NV, Kovalenko NM. Zheltaya pyat-nistost' pshenicy. Saint Petersburg: VIZR; 2012. 56 p. (In Russ.)]
17. Rees RG, Platz GJ, Mayer RJ. Susceptibility of Australian wheats to Pyrenophora tritici-re-pentis. Aust J Agric Res. 1988;39(2): 141 -151. https://doi.org/10.1071/AR9880141.
18. Moolhuijzen PM, See PT, Oliver R, Moffat CS. Genomic distribution of a novel Pyrenophora tritici-repentis ToxA insertion element. PLoS One. 2018; 13(10): e0206586. https://doi. org/10.1371/journal.pone.0206586.
19. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method. Methods. 2001;25(4):402-408. https://doi.org/ 10.1006/meth.2001.1262.
20. Aboukhaddour R, Turkington TK, Strelkov SE. Race structure of Pyrenophora tritici-repen-tis (tan spot of wheat) in Alberta, Canada. Can J Plant Pathol. 2013;35(2):256-268. https://doi.org/10.1080/07060661.2013. 782470.
21. Ali S, Gurung S, Adhikari TB. Identification and characterization of novel isolates of Pyrenophora tritici-repentis from arkansas. Plant Dis. 2010;94(2):229-235. https://doi.org/10.1094/ PDIS-94-2-0229.
22. Leisova-Svobodova L, Hanzalova A, Kucer L. Expansion and variability of the Ptr Tox A gene in populations of Pyrenophora tritici-repentis and Pyrenophora teres. J Plant Pathol. 2010;92(3): 729-735. http://dx.doi.org/10.4454/jpp.v92i3.319.
23. Benslimane H. Virulence phenotyping and molecular characterization of a new virulence type of Pyrenophora tritici-repentis the causal agent of tan spot. Plant Pathol J. 2018;34(2):139-142. https://doi.org/10.5423/PPJ.NT.07.2017.0150.
24. Friesen TL, Holmes DJ, Bowden RL, Faris JD. ToxA is present in the U.S. Bipolaris soro-kiniana population and is a significant virulence factor on wheat harboring Tsnl. Plant Dis. 2018; 102(12): 2446-2452. https://doi. org/10.1094/pdis-03-18-0521-re.
25. McDonald MC, Ahren D, Simpfendorfer S, et al. The discovery of the virulence gene ToxA in the wheat and barley pathogen Bipolaris soroki-niana. Mol Plant Pathol. 2018;19(2):432-439. https://doi.org/10.1111/mpp.12535.
26. Shelest E. Transcription factors in fungi. FEMS Microbiol Lett. 2008;286(2): 145-151. https:// doi.org/10.1111/j.1574-6968.2008.01293.x.
27. Todd RB, Zhou M, Ohm RA, et al. Prevalence of transcription factors in ascomycete and basidio-
mycete fungi. BMC Genomics. 2014;15:214. https://doi.org/l0.1186/l471-2164-15-214.
28. Faris JD, Zhang Z, Rasmussen JB, Friesen TL. Variable expression of the Stagonos-pora nodorum effector SnToxA among isolates is correlated with levels of disease in wheat. Mol Plant Microbe Interact. 2011;24(12): 1419-1426. https://doi .org/10. 1094/MPMI -04-11-0094.
29. Phan HT, Rybak K, Furuki E, et al. Differential effector gene expression underpins epistasis in a plant fungal disease. Plant J. 2016;87(4): 343-354. https://doi.org/10.1111/tpj.13203.
30. Virdi SK, Liu Z, Overlander ME, et al. New insights into the roles of host gene-necrotrophic effector interactions in governing susceptibility of durum wheat to tan spot and Septoria nodorum blotch. G3 (Bethesda). 2016;6(12):4139-4150. https://doi.org/10.1534/g3.116.036525.
31. Palma-Guerrero J, Ma X, Torriani SF, et al. Comparative transcriptome analyses in Zymoseptoria tritici reveal significant differences in gene expression among strains during plant infection. Mol Plant Microbe Interact. 2017;30(3): 231-244. https://doi.org/10.1094/MPMI-07-16-0146-R.
& Информация об авторах
Нина Васильевна Мироненко — д-р биол. наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория иммунитета растений к болезням. ФГБНУ ВИЗР Пушкин, Санкт-Петербург. SPIN: 2047-7349. E-mail: [email protected].
Александра Станиславовна Орина — канд. биол. наук, научный сотрудник, лаборатория микологии и фитопатологии. ФГБНУ ВИЗР, Пушкин, Санкт-Петербург. SPIN: 8590-0092. E-mail: [email protected].
Надежда Михайловна Коваленко — канд. биол. наук, старший научный сотрудник, лаборатория иммунитета растений к болезням. ФГБНУ ВИЗР, Пушкин, Санкт-Петербург. SPIN: 9610-4614. E-mail: [email protected].
* Authors and affiliations
Nina V. Mironenko — Doctor of Science, Leading Researcher, Laboratory of Plant Resistance to Diseases. All-Russian Institute for Plant Protection, Pushkin, Saint Petersburg, Russia. SPIN: 2047-7349. E-mail: [email protected].
Aleksandra S. Orina — PhD, Researcher, Laboratory of Mycology and Phytopathology. All-Russian Institute for Plant Protection, Pushkin, Saint Petersburg, Russia. SPIN: 8590-0092. E-mail: [email protected].
Nadezhda M. Kovalenko — PhD, Senior Researcher, Laboratory of Plant Resistance to Diseases. All-Russian Institute for Plant Protection, Pushkin, Saint Petersburg, Russia. SPIN: 9610-4614. E-mail: [email protected].
