CC BY
138
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, РАСТЕНИЕВОДСТВО, ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ
Известия ТСХА, выпуск 5, 2014 год
УДК 632.3:634.9
ФИТОПЛАЗМОЗЫ ДЕРЕВЬЕВ И КУСТАРНИКОВ В ПОВОЛЖЬЕ
Н.В. ГИРСОВА1, Д.З. БОГОУТДИНОВ2, К.А. МОЖАЕВА1, Т.Б. КАСТАЛЬЕВА1
Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии;
2 Самарская государственная сельскохозяйственная академия)
Представлены результаты тестирования с помощью ПЦР наличия фитоплазмы в образцах листьев древесных и кустарниковых растений разных видов и семейств, собранных в Поволжье. Для большинства обнаруженных фитоплазм была определена их таксономическая принадлежность к группе с использованием анализа полиформизма длины рестрик-ционных фрагментов ДНК. Предлагаются меры, способные ограничить распространение фитоплазменных инфекций культурных и дикорастущих видов древесных и кустарниковых растений.
Ключевые слова: фитоплазменные болезни, желтухи, «ведьмина метла», ПЦР, ПДРФ, таксономическая принадлежность фитоплазм, виды древесных и кустарниковых растений.
Фитоплазмы — это флоэмные фитопатогенные бактерии, лишенные клеточной стенки. Они относятся к классу Mollicutes и являются возбудителями опасных заболеваний растений, в том числе древесных. Как сообщает Бертаччини, эпифитотий-ные поражения древесных растений фитоплазмами наблюдались в странах Европы, США, Центральной Африки и Азии. Такие фитоплазмозы, как желтухи вяза и «ведьмина метла» вместе с голландской болезнью вяза (грибное заболевание), практически уничтожили старые и новые посадки вяза в Европе и Северной Америке. Серьезный урон от фитоплазменных болезней наблюдается при выращивании фруктовых деревьев и кустарников: винограда, яблони, груши, сливы, абрикоса, вишни, цитрусовых и большинства ягодных культур, которые поражаются заболеваниями типа желтух, ведьминой метлы и усыхания. В некоторых регионах мира фитоплазменные эпифи-тотии представляют серьезную угрозу для традиционного производства плодовых культур, например, груши в западной части США и в северной Италии, винограда в Каталонии (Испания), северной Италии и некоторых странах Восточной Европы, цитрусовых в государстве Оман [6, 7].
В России фитоплазменные заболевания древесных культур мало изучены, и зачастую их относят к аномалиям невыясненной этиологии. Так, «ведьмина метла», наиболее заметная форма поражения древесных, которая встречается во всех регионах на хвойных, лиственных деревьях и кустарниках, считается вирусной или грибной болезнью, или приписывается неблагоприятному воздействию экологических факторов и даже объясняется причинами генетического характера [1, 3].
36
В начале 1990-х гг. на основе гена 16Sr РНК были разработаны специфичные для фитоплазм олигонуклеотидные праймеры, позволявшие амплифици-ровать 16S ДНК фитоплазм, с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). ПЦР-продукты стали подвергать действию эндогенных нуклеаз (рестриктаз) и анализировать длину получившихся фрагментов (анализ полиморфизма длины ре-стрикционных фрагментов — ПДРФ). Была разработана система классификации фитоплазм на основе различий первичной структуры ДНК, кодирующей 16S рибосо-мальную РНК, а в дальнейшем и рибосомальный белок [19-21]. К настоящему времени система на основе 16S рибосомальной РНК (16Sr группы) включает более 30 групп фитоплазм и многочисленные подгруппы [19, 33, 34]. Начиная с 2006 г., благодаря совместному российско-американскому проекту № 3468р, курируемому МНТЦ, во Всероссийском научно-исследовательском институте фитопатологии (ВНИИФ) были внедрены указанные выше методы диагностики и идентификации фитоплазм.
Визуальный мониторинг фитоплазменных болезней древесных растений культурных видов и форм и дикорастущих видов проводили в течение нескольких лет на территории Поволжского экономического района. В 2012 и 2013 гг. образцы растений с симптомами поражения, характерными для фитоплазменной инфекции, были собраны в окрестностях п. Усть-Кинельский Самарской области и проанализированы во ВНИИФ с использованием молекулярных методов выявления и идентификации фитоплазм (пЦР и пДРФ).
Методика исследований
Из листьев растений, имевших симптомы инфицирования фитоплазмами, вырезали и замораживали жилки, из которых затем экстрагировали ДНК, используя коммерческий набор фирмы Qiagen (DNeasy Plant Mini Kit) согласно инструкции производителя. Выделенную ДНК анализировали, используя вложенную пЦР, или «nested PCR», т.е. проводя последовательно две реакции. В первой реакции продукт (1.8 Kb) получали с использованием пары праймеров P1/16S-SR, а во второй — полученный пЦР-продукт амплифицировали с использованием другой пары прайме-ров — R16F2n / R16R2 [20]. Длина второго продукта составляла 1.2 Kb. Для идентификации принадлежности фитоплазм к той или иной группе, а также подгруппе, проводили анализ полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ). С этой целью ПЦР-продукты второй реакции подвергали рестрикции двумя эндонуклеаза-ми по отдельности AluI и Tru1I (Msel). Фрагменты ДНК, полученные в результате рестрикции, разделяли электрофорезом в 5%-ном ПААГ. Полученные ПДРФ-профили сравнивали с опубликованными реальными или виртуальными рестрикционны-ми картами [20, 33]. В случае затруднения определения видовой принадлежности использовали дополнительную рестрикцию другими эндонуклеазами (HhaI, HpaII и TaqI). Подробно методика описана в отдельном издании [2].
Результаты и их обсуждение
Всего в 2012-2013 гг. было проанализировано 110 образцов листьев, собранных с деревьев и кустарников, имевших симптомы инфицирования фитоплазмами. К таким симптомам относятся хлороз или покраснение листовой пластинки, измельчение и деформация листьев (скручивание и гофрированность), а также изменение
37
габитуса растения или отдельных его частей, т.е. повышенная кустистость, образование «ведьминых метел», карликовость, появление извитых побегов, «плакучесть» ветвей, усыхание отдельных ветвей и т.п. Из всех проанализированных образцов только 41, или 37,3%, показали положительный результат на наличие фитоплазм в нестид ПЦР; для 27 из них была определена видовая принадлежность, 13 оказались инфицированными смесью двух или более видов фитоплазм, а принадлежность фитоплазмы одного образца точно определить не удалось. Результаты диагностики представлены в таблице. Среди 27 идентифицированных фитоплазм более половины (17) принадлежали к группе 16SrXII, иначе называемой группой столбура (Stolbur group), подгруппе 16SrXII-A (рис. 1), 4 были из группы 16SrIII, или X (икс)-болезни (Х-disease group). Еще две идентифицированные фитоплазмы принадлежали к группе желтух астр — 16SrI (Aster yellows group), для одной из них была определена подгруппа — 16SrI-C, или CPh (Clover phyllody — филлодии клевера); две фитоплазмы были из группы 16SrVI (рис. 2) — пролиферации клевера (Clover proliferation group — CP). по одному среди древесных были обнаружены представители двух редких для РФ групп: 16SrV (Elm yellows group — желтух вяза) и 16SrIX (Pigeon pea witches'- broom group — ведьмина метла голубиного гороха). Следует заметить, что среди фитоплазм, вызывающих болезни травянистых растений в России, представителей последних двух групп пока обнаружить не удалось, хотя представители остальных четырех групп — обычны для них.
Таксономическая принадлежность фитоплазм, идентифицированных в образцах листьев, собранных с древесных и кустарниковых растений в Среднем Поволжье в 2012-2013 гг.
№ Вид Возраст, лет Симптомы Группа фитоплазм
Сем. Rosaceae — Розовые
1 Amygdalus nana L. — Миндаль степной Кустистость 16SrIII — Х-болезнь
2 Crataegus aestivalis (Walter) Torr. et A. Gray — Боярышник крупноплодный 10 Повышенная кустистость, межжилковый хлороз Смесь фитоплазм
3 Malus domestica P. Mill. — Яблоня домашняя 5 Веретеновидность, слабый хлороз, антоциановая окраска листьев, усыхание верхних ветвей Смесь фитоплазм
4 Padus avium Mill. — Черемуха обыкновенная 20 Кустистость, хлороз 16SrIII Х-болезнь
5 Padus virginiana L. — Черемуха виргинская Плакучесть ветвей, хлороз листьев 16SrXII — Столбур
6 Prúnus cerasiféra Ehrh. — Алыча, или Слива растопыренная 10 Кустистость, хлороз и измельчение листьев, усыхание ветвей Смесь фитоплазм
38
№ Вид Возраст, лет Симптомы Группа фитоплазм
l Prunus subgen. Cerasus (Mill.) A. Gray — Вишня обыкновенная 3, корневые отпрыски Кустистость, карликовость побегов; мелкие, гофрированные листья с антоциановой окраской и хлорозом 16SrXII — Столбур
В Prunus subgen. Cerasus (Mill.) A. Gray — Вишня обыкновенная 5 Нет симптомов 16SrI— Желтуха астр
g Pyrus communis (domestica) L. — Груша домашняя 10 Кустистость, извитые побеги, хлороз листьев 16SrXII — Столбур
ig Rosa rugosa L. — Роза морщинистая 10 Повышенная кустистость, хлороз, антоциановая окраска и измельчение листьев и соцветий 16SrXII — Столбур
ii Rubus idaeus L. — Малина 3 Гофрированные листья и сильный хлороз 16SrIII — Х-болезнь
i2 Spiraea hypericifolia L. — Спирея зверобоелистная 30 Покраснение и скручивание листьев 16SrV — Желтуха вяза
13 Spiraea hypericifolia L. — Спирея зверобоелистная 30 Сильные «ведьмины метлы» 16SrXII — Столбур
i4 Spiraea * billardii L. — Спирея Биллиарда 5 То же плюс отмирание верхушек побегов Смесь фитоплазм
Сем. Ulmaceae — Вязовые
i5 Ulmus laevis Pall. — Вяз гладкий (обыкновенный) 3 Низкорослость, измельчение и хлороз листьев, усыхание отдельных ветвей 16SrVI — Пролиферация клевера
i6 Ulmus parvifolia L. — Вяз мелколистный 40, пасынки из пня Кустистость, карликовость побегов, измельчение и покраснение листьев, усыхание ветвей Смесь фитоплазм
il То же б Повышенная кустистость, измельчение листьев Смесь фитоплазм
iB То же 4G Ведьмины метлы на нижних побегах, измельчение листьев, усыхание ветвей 16SrXII — Столбур
ig То же 4G Ведьмины метлы на верхушках побегов, измельчение и деформация листьев, усыхание ветвей Смесь фитоплазм
39
№ Вид Возраст, лет Симптомы Группа фитоплазм
Сем. Salicaceae — Ивовые
20 Populis alba «Pyramidalis» — Тополь серебристый пирамидальный 40 Кустистость побегов, хлороз и измельчение листьев, отмирание верхней части кроны Смесь фитоплазм
23 Populus sp. Pyramydales — Тополь пирамидальный 25 Кустистость, извитые побеги, мелкие листья, усыхание отдельных ветвей Смесь фитоплазм
22 Salix acutifolia L. — Ива краснотал 5 Слабый хлороз и измельчение листьев, антоциановая окраска верхних листьев 16SrXII — Столбур
23 Salix pendula Moench. — Ива плакучая 10 Хлороз листьев, усыхание отдельных ветвей 16SrXII — Столбур
Сем. Sapindaceae — Сапиндовые
24 Acer negundo L — Клен американский (калифорнийский) 40 Сильный хлороз и деформация листьев Смесь фитоплазм
25 Acer negundo L. — Клен американский (калифорнийский) 40 Повышенная кустистость, хлороз, деформация и измельчение листьев, усыхание ветвей 16SrVI — Пролиферация клевера
26 Aesculus hippocastanum L. — Каштан конский 5 Сильный хлороз листьев Смесь фитоплазм
27 Aesculus hippocastanum L. — Каштан конский 5 Кустистость, гофрированные мелкие листья, хлороз, усыхание ветвей 16SrXII — Столбур
Сем. Fabaceae — Бобовые
28 Laburnum anagyroides. Medik. — Бобовник анагиро-видный (золотой дождь) 2 Пожелтение, деформация листьев 16SrXII — Столбур
29 Robinia pseudoacacia L. — Акация белая Корневая поросль Хлороз и измельчение листьев 16SrI-C — Желтуха астр
30 Spartium junceum L. — Спар-тиум (дрок испанский) 2 Кустистость, измельчение и хлороз верхних листьев 16SrXII — Столбур
Сем. Oleaceae — Маслиновые
31 Fraxinus excelsior L. — Ясень обыкновенный 3 Кустистость, карликовость побегов, хлороз и измельчение листьев Смесь фитоплазм
40
Окончание таблицы
№ Вид Возраст, лет Симптомы Группа фитоплазм
32 Fraxinus excelsior L. — Ясень обыкновенный 40 Скручивание листьев и верхушки 16SrIII — Х-болезнь
33 Syringa vulgaris L — Сирень обыкновенная 5 Кустистость, карликовость побегов, измельчение листьев, усыхание ветвей Смесь фитоплазм
Сем. Cupressáceae — Кипарисовые
34 Juníperuss abína L. — Можжевельник казацкий Кустистость побегов, слабый хлороз 16SrXII — Столбур
Зб Thuja occidentales L. — Туя западная 4G Кустистость побегов, хлороз, усыхание отдельных ветвей 16SrXII — Столбур
Сем. Adoxaceae — Адоксовые
36 Sambucus racemosa L. — Сем. Бузина красная 10 Скручивание и хлороз листьев 16SrXII — Столбур
Сем. Betulaceae — Березовые
3l Betula pendula Roth. — Береза повислая 4G Повышенная кустистость, межжилковый хлороз, измельчение листьев 16SrXII — Столбур
Сем. Caprifoliaceae — Жимолостные
ЗВ Lonicera tatarica L. — Жимолость татарская 20 «Ведьмины метлы», израстание 16SrIX — Ведьмина метла каянуса
Сем. Pinaceae — Сосновые
39 Pinus sylvestris L. — Сосна обыкновенная «Ведьмины метлы», кустистость Не установлена
Сем. Tamaricaceae — Тамариксовые
4G Tamarix gracilis Willd. — Тамарикс изящный 40 Кустистость побегов, слабый хлороз, усыхание ветвей 16SrXII — Столбур
Сем. Vitaceae — Виноградовые
4i Vitis vinifera L. Виноград культурный 1б Хлороз, измельчение листьев 16SrXII — Столбур
Среди обследованных деревьев и кустарников, которые были инфицированы фитоплазмами, больше всего (14) приходилось на долю растений из семейства Розовых разных видов: 3 вида сливы, по 2 вида вишни, черемухи и спиреи, а также груша, яблоня, миндаль, малина, роза, боярышник. При этом идентифицированные фито-
41
Рис. 1. Роза морщинистая (Rosa rugosa L.) инфицирована фитоплазмой из группы столбура, подгруппы 16SrXII-A — Candidatus phytoplasma solani
Рис. 2. Клен американский (Acer negundo L.): слева — инфицированый фитоплазмой из группы 16SrVI — Clover proliferation group (пролиферация клевера); справа — здоровый
плазмы принадлежали к четырем таксономическим группам (16SrI, 16SrIII, 16SrV и 16SrXII) и представляли значительную часть разнообразия обнаруженных нами фитоплазм древесных растений.
Из пяти образцов семейства Вязовых один образец вяза мелколистного был инфицирован фитоплазмой из группы столбура (16SrXII), которая наиболее часто встречалась в Поволжье и среди травянистых растений также, а другие три образца этого вида были инфицированы смесью фитоплазм. У вяза гладкого была выявлена фитоплазма из группы 16SrVI, редкая для этого региона. Одна из числа наиболее редких для этого региона фитоплазм была обнаружена в спирее зверобоелистной (группа 16SrV — желтухи вяза), другая — в жимолости татарской (группа 16SrIX — «ведьмина метла» голубиного гороха). Интересно, что в странах Европы фитоплазма из группы 16SrV распространена довольно широко. Ее находили на вязе гладком [15, 22] и вязе мелколистном [27], винограде [7, 29], дроке испанском [25]. Фитоплазма этой группы встречалась также в США и Китае [13, 22-24]. Фитоплазма группы 16SrIX была отмечена в США на можжевельнике западном (Juniperus occidentalis Hook) [8].
Как и в России, фитоплазмы из группы столбура имеют широкое распространение в Европе и в мире, хотя для стран Евросоюза это карантинный объект; они обнаружены на бузине черной [10], вязе гладком, вишне обыкновенной, винограде [6, 7, 11], иве плакучей [9], сирени обыкновенной [25], черешне (Prunus avium) [4] и др. Особенно опасна болезнь «почернение винограда», или «Bois noir», вызываемая фитоплазмой из подгруппы 16SrXII-A — вид Candidatus Phytoplasma solani, поскольку она наносит серьезный экономический ущерб странам, выращивающим виноград в промышленных масштабах [6, 11]. Это заболевание также обнаружено в Самарской области РФ (таблица) и на Украине [26].
Из других групп фитоплазм, встречающихся в рФ, в Европе известно о группе 16SrI, зарегистрированной на вишне [30], клене американском [18] тополе [5], ясене обыкновенном [16], розе [17] и группе 16SrIII на вишне [31]. Фитоплазма из группы 16SrVI встречалась на вязе в Северной Америке [11].
Широкое распространение в Европе получила фитоплазма из группы 16SrX (Apple proliferation group — группа пролиферации яблони), которая является карантинным объектом для многих стран, но в РФ пока не выявлена [12, 14]. Несколько известных подгрупп этой фитоплазмы признаны разными видами: подгруппа 16SrX-A (Apple proliferation) — вид Candidatus Phytoplasma mali; подгруппа 16SrX-B (European stone fruit yellows — европейская желтуха косточковых) — вид «Candidatus Phytoplasma prunorum» и подгруппа ^SrX-С (Pear decline — усыхание груши) — вид «Candidatus Phytoplasma pyri» [6, 11, 28].
Кроме перечисленных выше фитоплазм, в странах Северной и Южной Америки на древесных растениях встречаются фитоплазмы из группы 16SrVII (Ash yellows group — группа желтух ясеня) [32].
В столбце 4 таблицы дается краткое описание симптомов, которые вызывает то или иное фитоплазменное заболевания. Сопоставление информации, представленной в столбцах 4 и 5, т. е. симптомов заболевания и принадлежности фитоплазмы, вызвавшей такие симптомы, к группе показывает, что нет четкой связи между этими двумя характеристиками. Симптомы в большинстве своем сходны, а фитоплаз-мы могут быть разные. Одна и та же фитоплазма вызывает разные болезни, инфицируя растения разных видов. Кроме симптомов, описанных выше, которые возникают на вегетативных органах, репродуктивные органы также могут сильно
43
изменяться. Изменение проявляется в позеленении лепестков (виресценция), образовании листьев вместо элементов цветка, пролиферации цветка и появлении вместо него побега.
В результате накопления во флоэме фитоплазм происходит отмирание отдельных ее тканей. Такие изменения ослабляют устойчивость растений к комплексу экстремальных факторов среды, абиотической, биотической и антропогенной природы, что приводит к гибели растений. Не случайно в городских условиях фитоплазменное поражение растений отмечается чаще, чем в природных условиях. По нашим наблюдениям, наиболее яркие признаки фитоплазмозов древесных растений проявляются в начальные периоды их жизни с первого по пятый (иногда до десятого) годы, а также на старовозрастных деревьях (40-100 лет).
Фитоплазмы могут влиять на приспособленность популяций видов к конкретным экологическим условиям и на срок жизни многолетников. Так, в Поволжье после острозасушливых 2010 и 2011 гг. в садах, парках, лесополосах и лесах погибло большое количество деревьев; в зависимости от возраста и типа насаждений гибель составила 20-80%. Особенно существенно пострадали посадки березы, вяза, кленов американского и татарского, а также хвойные. На многих старовозрастных деревьях появились признаки «ведьминых метел», особенно на вязе мелколистном, в верхней части кроны которого отмечается формирование большого количества побегов, венчающих отдельные ветви (рис. 3). Проявление этого признака заболевания свидетельствует о завершении срока жизни дерева, длительность которого зависит от вла-гообеспеченности последующих вегетационных периодов. В условиях повышенной влажности или в районах с повышенным влагообеспеченностью, больные растения могут достигать максимального возраста, в этом случае лимитирующим фактором могут быть другие причины, например, условия перезимовки.
Рис.3. Ветка вяза мелколистного (Ulmus рагуЮ'а L.) с «ведьмиными метлами»
Проявление ярких симптомов фитоплазменного заболевания, таких как повышенная кустистость, крайней формой которой является «ведьмина метла», — сигнал, свидетельствующий о необходимости проведения реконструкции лесонасаждений. Большинство лесополос России были заложены в послевоенные годы, их возраст достигает шестидесяти и более лет, что, вместе с ухудшением фитосанитарной обста-
44
новки и отсутствием должного ухода, приводит к их изреживанию. Данный фактор указывает на необходимость проведения мероприятий по восстановлению. Уникальный эксперимент по насаждению лесополос свидетельствует о том, что в острозасушливых условиях Поволжья и более южных регионов следует планировать срок эксплуатации лесонасаждений не более 50-60 лет и использовать породы, которые к этому возрасту сохраняют свою жизнеспособность: дубы, тополя и липы.
В России необходимо планировать систему диагностики фитоплазм в плодоводстве и декоративном садоводстве. Фитоплазмы группы столбура являются карантинным объектом в Евросоюзе, и для них разработана строгая система фитосани-тарной регламентации при производстве и реализации посадочного материала плодовых, ягодных и декоративных культур, однако наличие других видов фитоплазм в древесно-кустарниковой растительности, поступающей из-за рубежа, нужно контролировать. В настоящее время многие виды декоративных растений, имеющие типичные признаки фитоплазменного поражения, ввозятся из-за рубежа без должной сертификации на присутствие этих патогенов, но именно посадочный материал живых растений определяет распространение заболеваний древесных в новые регионы.
Выводы
1. Из более ста образцов листьев деревьев и кустарников культурной и дикорастущей флоры разных возрастов, имевших симптомы заболевания и проверенных на наличие фитоплазменных болезней, по данным вложенного (nested) ПЦР — 37,3% были инфицированы фитоплазмами.
2. Анализ полиморфизма длины рестрикционных фрагментов показал, что фитоплазмы, инфицировавшие деревья и кустарники в Поволжье, принадлежали к шести таксономическим группам: 16SrI (желтухи астр), 16SrIII (Х-болезнь), 16SrV (желтухи вяза), 16SrVI (пролиферация клевера), 16SrIX (ведьмина метла голубиного гороха) и 16SrXII (столбур).
3. Наиболее часто встречающимся фитоплазмозом среди древесной и кустарниковой растительности в Поволжье была болезнь, вызванная фитоплазмой из группы столбура, на ее долю приходилось около 63% идентифицированных фитоплазм. Редкими возбудителями были фитоплазмы из группы 16SrV (желтухи вяза) и 16SrIX (ведьмина метла голубиного гороха).
4. Наличие фитоплазменной инфекции было выявлено у представителей 32 видов древесно-кустарниковой растительности, принадлежащих к 12 семействам; 34% всех инфицированных растений и 40% видов были из семейства Розовых (Rosaceae). Большая часть из них (около 80%) была представлена видами и формами культурной флоры.
Библиографический список
1. Мельник Н.А. «Ведьмины метлы» как следствие антропогенного воздействия на биологические объекты // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 5(3). С. 805-807.
2. Методика определения фитоплазм с использованием молекулярных методов диагностики: ПЦР и ПДРФ. / Н.В. Гирсова, Т.Б. Кастальева, К.А. Можаева / под общей ред. К.А. Можаевой. М.: Россельхозкадемия, 2013. 24 с.
3. Ямбуров М.С. Морфологические особенности мутационной и паразитарной «ведь-миных метел» пихты сибирской // Вестник Томского государственного университета. Томск:
45
Изд-во Томского государственного университета. 2009. № 329. С. 246-250. [электронный ресурс]. URL: http://cyberlemnka.ruarticleMmorfologicheskie-osobennosti-mutatsionnoy-i-parazi-tarnoy-vedminyh-metel-pihty-sibirskoy (обращение: 10.07.2014). С. 246-247.
4. Balakishiyeva G., Danet J.-L., Mammadov A., HusuynovaI., FoissacX. Survey of 'Candidatos Phytoplasma solani' and its potential vectors in Northern regions of Azerbaijan // Proceeding of the: 3rd European Bois Noir Workshop. 2013. Barcelona. Spain. P. 56-58. [электронный ресурс]. URL: http://costphytoplasma.ipwgnet.org/PDF%20files/B00K%20C0ST%20BCN%202013%20 080313web.pdf (обращение: 10.07.2014). С. 56-58.
5. Berges R., Cousin M.-T., Roux J., Maurer R., Seemuller E. Detection of phytoplasma infection in declining Populus nigra 'Italica' trees and molecular differentiation of the aster yellows phytoplasmas identifield in various Populus species. European J. Forestpath. 1997. Vol. 27. P. 33-43.
6. Bertaccini A. Phytoplasmas: diversity, taxonomy, and epidemiology // Frontiers in Bioscience. 2007. Vol. 12, №1. P. 673-689. [электронный ресурс]. URL: http://www.bioscience. org//2007/v 12/af/2092/fulltext.htm (обращение: 10.07.2014). С. 673-689.
7. Bertaccini A., Duduk B. Outlook on relevant phytoplasma diseases in Europe // New perspectives in phytoplasma disease management / COST action FA0807 Workshop. 2013. Barcelona, Spain. P. 11-16. [электронный ресурс]. URL: http://costphytoplasma.ipwgnet.org/PDF%20files/ B00K%20C0ST%20BCN%202013%20080313web.pdf (обращение: 10.07.2014). С. 11-16.
8. Davis R.E., Dally E.L., Zhao E.L., Lee I.-M., Jomantene R., Detweiler A.J., Putman M.L. First report of a new subgroup 16SrIX-E 'Candidatos Phytoplasmas phoenicum' — related phytoplasma, associated with Juniper witches' broom disease in Oregon USA // Plant pathology. 2010. V. 59. P. 1161. [электронный ресурс]. URL: http://www.ndrs.org.uk/article.php?id=020035 (обращение: 11.07.2014). C. 1161.
9. Fernandez A.A., Paloma A.-C., Desamparados H.-L., Serrano-Fernandez A., Font С., Ambrosio M.I. Detection of stolbur phytoplasma in willow in Spain // Bulletin of insectology. 2011. №64. P. 111-112. [электронный ресурс]. URL:http://www.bulletinofinsectology.org/pdfarticles/ vol64-2011-S111-S112alfaro-fernandez.pdf (обращение: 11.07.2014). C. 111.
10. Filippin L., Angelini E., Borgo M. First identification of a phytoplasma infecting Cornus sanguínea and Sambucus nigra // Plant pathology. 2008. V. 57. № 6. P. 1175. [электронный ресурс]. URL: http://www.ndrs.org.uk/article.php?id=017010 (обращение: 11.07.2014). C. 1175.
11. Foissac X., Wilson M.R. Current and Possible Future Distribution of Phytoplasma Diseases and their Vectors // Phytoplasmas: Genoms, Plant Hosts and Vectors / Eds, P.G. Weintraub and P. Jones. CAB International. 2010. P. 309-321.
12. Gine J., Sorribas R. Rules and regulations related to phytoplasma-free materials: European regulation on plant quarantine // New perspectives in phytoplasma disease management / COST action FA0807 Workshop 2013. Barcelona. Spain. P 53-55. [электронный ресурс]. http://costphytoplasma.ipwgnet.org/PDF%20files/B00K%20C0ST%20BCN%202013%20 080313web.pdf (обращение: 11.07.2014). C. 53-55.
13 Hong M., Zhang C., Li Z., Zhang J., Zhao Z., Song J., Wu Y. Identification of Elm Yellows Phytoplasma in Plum Trees in China // Journal of Phytopathology. 2011. V.159. Issue 1. P. 57-59. [электронный ресурс]. URL: http://wiki.pestinfo.org/wiki/Journal_of_Phytopathology_ (2011)_159,_57-59 (обращение: 10.07.2014). C. 57.
14. Jarausch B., Sauvion N., Jarausch W. Spread of fruit tree phytoplasma diseases // New perspectives in phytoplasma disease management / COST action FA0807 Workshop 2013. Barcelona, Spain. P. 23-27 [электронный ресурс]. URL: http://costphytoplasma.ipwgnet.org/ PDF%20files/B00K%20C0ST%20BCN%202013%20080313web.pdf (обращение: 10.07.2014). C. 23-27.
15. Jovic J., Cvorkovic T., Mitrocic M., Petrovic A., Krnjajic S., Tosevski I. New strain of "Candídatus Phytoplasma ulmi" infecting Ulmus minor and Ulmus laevis in Serbia // New disease reports. 2008. V 17. P. 24. http://www.ndrs.org.uk/article.php?id=017024 (обращение 10.07.2014). C. 24.
16. Kaminska M., Berniak H. 'Candídatus phytoplasmas asteris' in Fraxinus excelsior and its association with ash yellows newly reported in Poland // New disease reports. 2008. Vol. 18. P. 36.
46
17. KaminskaM., Dziekanowska D., Rudzinska-Langwald A. Detect of phytoplasma infection in Rose with degeneration symptoms // Journal of Phytopathology. 2001. Vol. 149. P. 3-10. [электронный ресурс]. URL: http://oriinelibrary.wiley.com/doi/10.1046/j.1439-0434.2001.00554.x/ab-stract (обращение 10.07.2014). C. 3.
18. Kaminska M., Sliwa H. First report of decline of ash leaf maple (Acer negundo) in Poland associated with 'Candidatus Phytoplasma asteris'// New Disease Reports. 2005. V. 11. P. 51. [электронный ресурс]. URL: http://ndrs.org.uk/article.php?id=011051 (обращение 10.07.2014). C. 51.
19. Lee I.-M., Davis R.E., Gundersen-Rindal D.E. Phytoplasma: phytopathogenic mol-licutes // Annu. Rev. Microbiol. 2000. Vol. 54. P. 221-555. [электронный ресурс]. URL: http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.micro.54.1.221 (обращение: 10.07.2014). С. 221-555.
20. Lee I.-M., Gundersen-Rindal D.E., Davis R.E., Bartoszyk I.M. Revised classification scheme of phytoplasmas based on RFLP analyses of 16S rRNA and ribosomal protein gene sequences // Int. J. Syst. Bacteriology. 1998. №48. P. 1153-1169. [электронный ресурс]. URL: http:// ijs.sgmjournals.org/content/48/4/1153.full.pdf+html (обращение: 10.07.2014). С. 1153-1169.
21. Lee I.-M., Hammond R.E., Davis R.E., Gundersen D.E. Universal amplification and analysis of pathogen 16S rDNA for classification and identification of mycoplasmalike organisms // Phytopathology. 1993. №83. P. 834-842. [электронный ресурс]. URL: http://www.apsnet.org/ publications/phytopathology/backissues/Documents/1993Articles/Phyto83n08_834.PDF (обращение: 10.07.2014). С. 834-842.
22. Lee I-M., Martini M., Marcone C., Zhu S.F. Classification of phytoplasma strains in the elm yellows group (16SrV) and proposal of 'Candidatus phytoplasma ulmi' for the phytoplasma associated with elm yellows // Systematic and evolutionary microbiology. 2004. Vol. 54. P. 337-347. [электронный ресурс]. URL: http://ijs.sgmjournals.org/content/54/2/337.full (обращение 10.07.2014). С. 337-347.
23. Li C.L., Du Y.J., Xiang B.C., Zhang P. First report of the association of a Candidatus Phytoplasma ulmi' isolate with a witches' broom disease of reed in China // New Disease Reports. 2013. V 28. P. 13. [электронный ресурс]. URL: http://dx.doi.org/10.5197/j.2044-0588.2013.028.013 (обращение: 11.07.2014). 13 с.
24. Li Z.Y., Dong Z.P., Hao Z.M., Dong J.G. First report of elm yellows subgroup 16SrV-B phytoplasma infecting chinese tulip tree in China // Plant Disease. 2012. Vol. 96. № 7. P. 1,064.2 [электронный ресурс]. URL: http://www.apsnet.org/publications/plantdisease/2012/July/ Pages/96_7_1064.2.aspx (обращение: 11.07.2014). C. 1,064.2.
25. Marcone C., RagozzinoA., CousinM.T., BergesR., Seemuller E. Phytoplasma disease of tree and shrubs of urban areas in Europe // ISHS Acta Horticulture, 1999. V 496. P. 69-75. [электронный ресурс]. URL:http://www.actahort.org/books/496/496_7.htm (обращение: 10.07.2014). C. 69-75.
26. Milkus B., Clair D., Idir S., Habili N., Boudon-Padieu E. First detection of stolbur phytoplasma in grapevines (Vitis vinifera cv. Chardonnay) affected with grapevine yellows in the Ukraine // New Disease Reports. 2004. V. 10. P. 12. [электронный ресурс]. URL: http://ndrs.org.uk/article. php?id=010012 (обращение: 11.07.2014). C. 12.
27. Murolo S., Romanazzi G. Infections of Candidatus Phytoplasma ulmi in Ulmus parvi-folia, Ulmus sp. and Zelkova serrata trained as bonsais // Journal of Plant Pathology. 2008. V. 90. P. 345-349 [электронный ресурс]. URL: http://www.sipav.org/main/jpp/volumes/0208/020821. pdf (обращение: 10.07.2014). C. 345-349.
28. Seemuller E., Schneider B. Taxonomoc description of Candidatus phytoplasmas mali' sp.nov., Candidatus phytoplasmas prunorum sp. nov., Candidatus phytoplasmas pyri sp. nov., the causal agents of apple proliferation, pear decline and European stone fruit yellows respectively // International J. systimatic and evolutionary microbiology. 2004. 54. P. 1217-1226.
29. Sousa E., Casati P., Cardoso F., Baltazar C., Durante G., Quaglino F., Bianco P.A. Flavescence dorée phytoplasma affecting grapevine (Vitis vinifera) newly reported in Portugal // New Disease Reports. 2009. V. 19. P. 33. [электронный ресурс]. URL: http://ndrs.org.uk/article. php?id=19033 (обращение: 10.07.2014). C. 33.
30. Valiunas D., Jomantiene R., Davis R.E. Establishment of a new phytoplasma subgroup 16SrI-Q, to accommodate a previously under scribed phytoplasma found in diseased cherry in Lithuania // Journal of plant pathology. 2009. Vol. 91. №1. P. 71-75. [электронный ресурс]. URL: http://www.sipav.org/main/jpp/volumes/0109/010907.pdf (обращение: 10.07.2014). С. 71-75.
31. Valiunas D., Jomantiene R., Ivanauskas A., Zhao Y., Davis R.E. First report of a new phytoplasma subgroup, 16SrIII-T, associated with decline disease affecting sweet and sour cherry trees in Lithuania // Plant disease. 2009. V. 93. № 5. P. 550.2. [электронный ресурс]. URL: http://www.apsnet.org/publications/plantdisease/2009/May/Pages/93_5_550.2.aspx (обращение: 11.07.2014). С. 550.2.
32. Walla J.A., Guo Y.H. Lilac witches'-broom in North Dakota // Plant disease. 1998. Vol. 82, №12. P. 1,404.3 [электронный ресурс]. URL: http://www.apsnet.org/publications/ plantdisease/1998/December/Pages/82_12_1404.3.aspx.
33. Wei W., Davis R. E., Lee I.-M., Yan Zhao. Computer-simulated RFLP analysis of 16S rRNA genes: identification of ten new phytoplasma groups // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2007. V. 57. P. 1855-1867. [электронный ресурс]. URL: http://ijs. sgmjournals.org/content/57/8/1855.full (обращение 10.07.2014). С. 1855-1867.
34. Zhao Y., Wei W., Lee I.-M., Shao J., Suo X., Davis R.E. Construction of an interactive online phytoplasma classification tool, I PhyClassifier, and its application in analysis of the peach X-disease phytoplasma group (16SrIII) // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2009. Vol. 59. P.2582-2593. [электронный ресурс]. URL: http://ijs.sgmjournals.org/ content/59/10/2582.full.pdf+html (обращение 10.07.2014). С. 2582-2593.
PHYTOPLASMA DISEASES OF WOOD AND SHRUB PLANTS IN THE VOLGA REGION
N.V. GIRSOVA1, D.Z. BOGOUTDINOV2, K.A. MOZHAEVA1, T.B. KASTALIEVA1
(1 Russian Reseach Institute of Phytopathology;
2 Samara State Agricultural Academy)
More than 100 leaf samples of wood and shrub plants showing symptoms of the disease were collectedfrom cultivated and wild plants in the Volga Economical Region and testedfor the presence of phytoplasma using nested PCR. Forty one of these samples, i.e. 37.3% were infected. Using RFLP analysis, phytoplasmas belonging to six taxonomic groups: 16SrI — Aster yellows group, 16SrIII — X-disease group, 16SrV — Elm yellows group, 16SrVI — Clover proliferation group, 16SrIX — Pigeon pea witches'-broom group and 16SrXII — Stolbur group were identified. About 63% of phytoplasmas were affiliated to Stolbur group. Phytoplasmas belonging to Elm yellows group and Pigeon pea witches'-broom were rare for this region. Samples infected with phytoplasmas presented 32 species and 12 families. About 34% of all infected samples and 40% of infected plant species were from Rosaceae family, 80% of which were cultural plants.
Key words: phytoplasma diseases, yellows, witches'-broom, PCR, RFLP, taxonomic affiliation ofphytoplasma, wood plants, shrubs.
Гирсова Наталья Викторовна — к. б. н., ст. науч. сотр. Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, п/о Большие Вяземы; тел. (498) 694-10-00; е-mail: [email protected]).
Богоутдинов Дамир Забихуллович — к. б. н., доц. кафедры химии и защиты растений Самарской государственной сельскохозяйственной академии (446442, Самарская обл., Кинель, пос. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2; тел. (84663) 4-61-31; е-mail: [email protected]).
Можаева Карина Алексеевна — к. с.-х. н., зав. лабораторией Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, п/о Большие Вяземы; тел.: (498) 694-10-00, (915) 153-38-09; e-mail: [email protected]).
Кастальева Татьяна Борисовна — к. б. н., вед. науч. сотр. Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, п/о Большие Вяземы; тел.: (498) 694-10-00, (916) 735-18-36; факс (498) 694-11-24 (секретарь директора ВНИИФ); е-mail: [email protected], [email protected]).
Girsova Nataliya Viktorovna — PhD in Biology, senior scientific researcher, Russian Research Institute of Phytopathology (143050, Moscow region, Bolshiye Vyaziomy; tel. (498) 694-10-00; e-mail: [email protected]).
Bogoutdinov Damir Zabikhullovich — PhD in Biology, associate professor of the department of chemistry and plant protection, Samara State Agricultural Academy (446442, Samara region, Ust-Kinelskiy, Utchebnaya street, 2; tel. (84663) 4-61-31; e-mail: [email protected]).
Mozhaeva Karina Alekseevna — PhD in Agricultural Sciences, Head of the laboratory of Russian Research Institute of Phytopathology (143050, Moscow region, Bolshiye \fyazemy; tel.: (915) 153-38-09, (498) 694-10-00; e-mail: [email protected]).
Kastalyeva Tatiyana Borisovna — PhD in Biology, leading scientific researcher of Russian Research Institute of Phytopathology (143050, Moscow region, Bolshiye \fyazemy; tel.: (916) 735-18-36, (498) 694-10-00; fax (498) 694-11-24; e-mail: [email protected]).
49
