GREK YONG`OG`I (JUGLANS REGIA L.) PLANTATSIYALARIDAN AGROBACTERIUM TUMEFACIENS IZOLYATLARINI AJRATIB OLISH VA O`RGANISH Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

GREK YONG OG I (JUGLANS REGIA L.) PLANTATSIYALARIDAN AGROBACTERIUM TUMEFACIENS IZOLYATLARINI AJRATIB OLISH VA O RGANISH

G.G.Eshbekova, Z.F.Ismoilov.

Samarqand Davlat Universiteti, Samarqand sh.,Ozbekiston e-mail:guljakhonbio@samdu.uz https://doi.org/10.5281/zenodo. 8376982

Annotatsiya. Ushbu tadqiqotda, Ozbekistonda Chandler navi va Paradoks Vlach payvandtagi asosida yaratilgan grek yongogi plantatsiyalarida ildiz bo'g'zi raki bilan kasallangan ko chatlardan Agrobacterium tumefaciens izolyatlari ajratib olindi va ularning xarakteristikasi o'rganildi.

Kalit so'zlar: Agrobacterium tumefaciens, ildiz bo g zi raki, Juglans regia L., Chandler, Paradox Vlach, T-DNK, Ti plazmida.

Abstract. In this research, Agrobacterium tumefaciens isolates were isolated from seedlings infected with crown gall in walnut orchards created in Uzbekistan on the basis of Chandler variety and Paradox Vlach rootstock and their characteristics were studied.

Keywords: Agrobacterium tumefaciens, crown gall, Juglans regia L., Chandler, Paradox Vlach, T-DNA, Ti plasmid.

Аннотация. В работе описаны выделенные в Самаркандской области из зараженных корончатым галлом сеянцев орехов сортов Чандлер и Парадокс изоляты Agrobacterium tumefaciens. Выделенные изоляты агробактерий изучены на наличие некоторых важных для диагностики болезней признаки.

Ключевые слова: Agrobacterium tumefaciens, корончатый галл, Juglans regia L., Chandler, Paradox Vlach, Т-ДНК, Ti- плазмида.

Agrobacterium tumefaciens barcha ma'lum bo'lgan o'simlik patogenlari orasida eng ko p osimliklarda parazitlik qilishi bilan ajralib turadi, ya'ni deyarli barcha ikki pallali osimliklarda uchrashi mumkin va ildiz bo g zi raki kasalligini keltirib chiqaradi [1-4]. Ildiz bo g zi raki butun dunyo bo'ylab danak va yongoq mevali daraxtlar plantatsiyalarida ham keng tarqalgan va zararlanish oqibatida yo'qotishlar tufayli katta iqtisodiy ahamiyatga ega kasallik hisoblanadi [5]. Kasallik qo'zg'atuvchisi A. tumefaciens deyarli hamma joyda tuproqda uchraydi. Xo'jayin o'simlikka ildizlarida nematodalar, hasharotlar va mexanik usulda hosil bo lgan turli jarohatlar orqali yuqadi va tizimli ravishda butun o'simlikni zararlaydi. Bakteriya o'simlik hujayrasiga kirgach, T-DNK (o'simta qo'zg'atuvchi) tutuvchi Ti plazmidasi xo'jayin genomiga integratsiyalanadi. Natijada, zararlangan o'simlikda fundamental fziologik o'zgarishlar sodir bo'ladi, shuningdek, to'qimalarda kasallikning simptomatologiyasi va epidemiologiyasida asosiy rol o'ynaydigan ftogormonlar: auksin, sitokininlar va past molekulyar og'irlikdagi boshqa kimyoviy moddalar (opinlar) biosintezining ortishi kuzatiladi [6-10]. Asosiy sintezlangan opinlar (oktapinlar va nopalinlar) zararlangan o'simlik to'qimalarining hujayralararo bo'shliqlariga chiqariladi. Bu birikmalar asosan bakteriyalar uchun uglerod va azot manbasi sifatida xizmat qiladi. Bundan tashqari, opinlar patogen shtammlardan Ti plazmidini avirulent retsipiyentga konyugal o'tkazishda ishtirok etadilar. Ushbu kasallik bilan kasallangan osimliklarda o'sish susayadi va boshqa ikkilamchi infeksiyalar bilan zararlanishga moyilligi oshadi [11,12].

1943

Grek yong'og'i (Juglans regia L) da esa ildiz bo'g'zi raki kasalligining asosiy belgisi yong'oq tanasining yerga birlashgan qismida shish paydo bo'lishidir. Ildiz bo'g'zi raki yong'oq ishlab chiqarish sanoati tomonidan, ya'ni yong'oq o'stiriluvchi barcha mintaqalarida yong'oq ko'chatlari va plantatsiyalariga ta'sir qiluvchi asosiy kasalliklardan biri sifatida tilga olinadi [13]. Ildiz bo'g'zi raki yong'oq hosilini hosil bo'lgan shish darajasiga mutanosib ravishda kamaytiradi: yong'oq ko'chati hosilga kirgan dastlabki to'rt yilida asosiy tana aylanasining har 25% qismini egallaganda, hosildorlik 12% ga kamaydi [14]. Agar bu shishlar ishlov berilmay qoldirilsa, ular hatto juda katta daraxtlarni ham nobud qilishi mumkin. Bundan tashqari, shishlar daraxtga qo'shimcha zarar yetkazishi mumkin bo'lgan yog'och chirituvchi zamburug?lar va boshqa patogenlar kirishi uchun zamin yaratadi. Bu shishlar nekrotik holga kelganda sodir bo'ladi. Shuningdek, shishlar daraxtga ikkilamchi zarar yetkazishi mumkin bo'lgan yoki boshqa patogenlar uchun vektor bo'lib xizmat qiladigan turli xil hasharotlar uchun yashash joyi bo'lib xizmat qiladi. Nekrotik shishlarda odatda ko'p miqdorda virulent A. tumefaciens hujayralari bo'lmaydi, ammo, ular tozalash jarayonida malum qismi tuproqda qolsa, yangi infeksiya manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin. A. tumefaciens tuproqqa tushganidan keyin xo jayin o'simlik bo'lmaganida ham ko'p yillar yashay oladi [15]. Qizig'i shundaki, A. tumefaciens yong'oq daraxtlarida tizimli ravishda tarqalishi ko'rsatilgan, bu ham toza o'simliklar zaxirasini ta'minlashni qiyinlashtiradi. Tizimli infeksiyalangan daraxtlar, dalaga ekish paytida yoki jarohatlanganidan keyin ham bir necha oy mobaynida alomatlar namoyon etmasligi mumkin. Natijada, yosh daraxtlarda bir necha oylar yoki yillar o'tib kasallik paydo bo'lishining oldini olish uchun A. tumefaciens bilan erta zararlanish xavfini kamaytirish zarur [16].

Bugungi kunda Andijon, Qashqadaryo, Jizzax, Samarqand, Namangan, Toshkent va Farg'ona viloyatlarida jami 14 ming gektardan ortiq maydonda yong'oq plantatsiyalari barpo etilgan. Ushbu plantatsiyalarda yong'oqning turli mahalliy nav va formalari bilan birgalikda, hosildorligi, tez o'sishi, jahon standartlariga javob beruvchi qimmatli mevasi bilan dunyoga mashhur bo'lgan navlar ko'chatlari ham ekilib, introduksiya xususiyatlari o'rganilmoqda. Jumladan, 2017-2018-yillarda Samarqand viloyatining Jomboy, Bulung'ur, Payariq tumanlarida va Jizzax viloyati G'allaorol tumanida Chandler navi asosida plantatsiyalar tashkil etildi va ushbu plantatsiyalarda payvandtag sifatida Paradox Vlach dan foydalanilgan.

Ushbu yong'oq plantatsiyalarda 2018-2020-yillarda ildiz bo'g'zi raki bilan kasallanish ko'rsatkichi sezilarli darajada oshib borgan va shishlarni yo'qotish uchun mexanik usullarda qarshi kurash olib borilgan. Ammo, bu usul ko'p ishchi kuchi talab qildi, shuningdek, juda qimmatga tushdi va ko'pchilik ko'chatlarda kichikroq o'lchamdagi shishlar ishlov berilmasdan qoldirildi. Natijada, 2022-yilga kelib ushbu kasallik bilan kasallangan ko'chatlar foizi plantatsiyalarda o'rtacha 60-70% ga yetdi. Ushbu maqolada 2022-2023-yillarda Samarqand viloyatidagi 3 ta hududda: Jomboy, Bulungur, Payariq tumanlarida va Jizzax viloyati G'allaorol tumanida joylashgan yong'oq plantatsiyalarida ildiz bo'g'zi raki bilan kasallangan ko'chatlardan A. tumefaciens izolyatlari ajratib olindi va xarakteristikasi o rganildi.

Tadqiqot 2022-yil mart-oktabr va 2023-yil mart-avgust oylarida Samarqand viloyatida joylashgan: Jomboy, Bulungur, Payariq tumanlarida va Jizzax viloyati G'allaorol tumanida joylashgan yong'oq plantatsiyalarida olib borildi. Shish hosil qilish orqali kasallik simptomini namoyon qilgan ko'chatlardagi shishlardan namunalar olindi, polietilen paketlarga joylandi va belgilar qo'yildi. Namunalar oqar suvda xo'jalik yuvish vositasi yordamida yaxshilab yuvildi va chayildi. So'ngra, 3% li vodorod peroksid eritmasida chayildi. Tirik to'qimalar steril skalpel

1944

yordamida mayda bo'laklarga kesildi va fiziologik eritmada ekstrakt tayyorlandi [17]. Ekstraktlardan 0.1 ml miqdorida A. tumefaciens uchun selektiv bo lgan D1 oziqa muhitiga ekildi [18] va 28 °C da 24-48 soat davomida inkubatsiya qilindi. So'ngra, hosil bo'lgan koloniyalar 3-ketolaktoza faolligi asosida tekshirildi va ajratib olindi [19].

Olib borilgan izlanish natijasida, Jomboy tumanidan 17 ta, Bulungur tumanidan 7 ta, Payariq tumanidan 6 ta va Gallaorol tumanidan 5 ta izolyatlar ajratib olindi va morfologik, biokimyoviy, fiziologik testlar yordamida ularning xarakteristikasi o'rganildi (1-jadval).

№ Isolates Sample Benedict's Gram Carrot Catalase Growth Growth

Place test staining disc essay activity in 2% NaCl in 5% NaCl

1 EG101 Jomboy + - + - + -

2 EG102 Jomboy + - - + + -

3 EG106 Jomboy + - + + + -

4 EG109 Jomboy + - + + + -

5 EG110 Jomboy + - + + + -

6 EG116 Jomboy + - - - + -

7 EG120 Jomboy + - - - + -

8 EG121 Jomboy + - - + + -

9 EG122 Jomboy + - + + + -

10 EG123 Jomboy + - - - + -

11 EG140 Bulungur + - + + + -

12 EG141 Bulungur + - + + + -

13 EG144 Bulungur + - + + + -

14 EG146 Bulungur + - + + + -

15 EG144 Bulungur + - + - + -

16 EG151 Bulungur + - - + + -

17 EG153 Bulungur + - + + + -

18 EG165 Payarik + - - + + -

19 EG174 Payarik + - + + + -

20 EG175 Payarik + - - + + -

21 EG176 Payarik + - + + + -

22 EG177 Payarik + - + + + -

23 EG183 Payarik + - - + + -

24 EG187 Gallaorol + - + + + -

25 EG195 Gallaorol + - + + + -

26 EG204 Gallaorol + - + + + -

27 EG207 Gallaorol + - + + + -

28 EG210 Gallaorol + - + + + -

29 EG211 Jomboy + - + + + -

30 EG212 Jomboy + - + - + -

31 EG216 Jomboy + - + - + -

32 EG217 Jomboy + - + + + -

33 EG221 Jomboy + - + + + -

1945

34 EG222 Jomboy + - + + + -

35 EG223 Jomboy + - + + + -

REFERENCES

1. Pacurar D. I., Thordal-Christensen H., Pacurar M. L., Pamfil D., Botez C., Bellini C. Agrobacterium tumefaciens: From crown gall tumors to genetic transformation // Physiological and Molecular Plant Pathology. 2011. Vol. 76. Is.2. P. 76-81. httpsy/doi.org/10.1016/i.pmpp.2011.06.004

2. Aditi Sh., Gupta A.K. New insights in the biological controlof crown gall through native Agrobacterium radiobacter strain UHFBA-218.//Plant Disease research. 2017. Vol. 32. Is. 2. P. 137-152.

3. Colleen, A. M., Andrew, N. B. Agrobacterium tumefaciens and Plant Cell Interactions and Activities Required for Interkingdom Macromolecular Transfer // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2016. Vol.22. P. 101-127. https://doi.org/10.1146/annurev.cellbio.22.0111055.102022

4. Borges R.C.F., Rossato M., Albuquerque G.M.R. Crown gall caused by Agrobacterium tumefaciens species complex: a novel nursery disease of Tectona grandis in Brazil. // J Plant Pathol. 2019. Vol. 101. Is. 445. https//doi.org/10.1007/s42161-018-00211-4

5. Lacroix B., Citovsky V. Pathways of DNA Transfer to Plants from Agrobacterium tumefaciens and Related Bacterial Species // Annual Review of Phytopathology. 2019. Vol. 57. P. 231-251. httpsZ/doi. org/10.1146/annurev-phyto-082718-100101

6. Krenek P., Samajova O., LuptoVciak I., Dosko'cilov'a A., Komis G., Samaj J. Transient plant transformation mediated by Agrobacterium tumefaciens: Principles, methods and applications // Biotechnology Advances. 2015. Vol. 1. Is.3. P. 1024-1042. httpsy/doi.org/10.1016/i.biotechadv.2015.03.012

7. Barton I.S., Fuqua C., Platt T.G. Ecological and evolutionary dynamics of a model facultative pathogen: Agrobacterium and crown gall disease of plants // Environ. Microbiol. 2018. Vol. 20. Is. 1. P. 16-29. httpsy/doi.ors/10.1111/1462-2920.13976

8. Bourras S., Rouxel T., Meyer M. Agrobacterium tumefaciens Gene Transfer: How a Plant Pathogen Hacks the Nuclei of Plant and Nonplant Organisms // Phytopathology. 2015. Vol. 105. Is.10. P.1288-1301.https://doi.org/10.1094/phyto-12-14-0380-rvw

9. Schrammeijer B., Idier K.B., Leo S. M., Thompson D.V., Hooykaas P.J. Sequence analysis of the vir-region from Agrobacterium tumefaciens octopine Ti plasmid pTi15955 // Journal of Experimental Botany. 2016. Vol.51. Is.347. P. 1167-1169. https//doi.org/10.1093/iexbot/51.347.1167

10. Hwang H., Yu M., Lai E.M. Agrobacterium-mediated plant transformation: biology and applications. PMCID: PMC6501860. 2017. doi: 10.1199/tab.0186

11. Vladimirov I. A., Matveeva T. V., Lutova L. A. Opine biosynthesis and catabolism genes of Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium rhizogenes // Genetika. 2015. Vol. 51. Is.2. P. 121-129. httpsy/doi.org/10.1134/S1022795415020167

12. Lacroix B, Citovsky V. Nopaline-type Ti plasmid of Agrobacterium encodes a VirF-like functional F-box protein // Sci. Rep. 2015. Vol. 5. https^/doi.org/10.1038/srep16610

1946

13. Yakabe L. E., Parker S. R., Kluepfel D. A. Role of systemic Agrobacterium tumefaciens Populations in Crown Gall Incidence on the Walnut Hybrid Rootstock 'Paradox' // Plant Dis. 2012. Vol. 96. Is.10. P.1415-1421.https://doi.org/10.1094/pdis-05-11-0364-re

14. Epstein, L., Kaur S., McKenna J.R., Grant J.A., Olson W.H., Reil W.O. Crown Gall can spread between walnut trees in nurseries and reduce future yields. California Agriculture // 2018. Vol. 62. Is.3. P.111-115. http://dx.doi.org/10.3733/ca.v062n03p111

15. 15.Yakabe L. E., Parker S. R., Kluepfel D. A. Effect of pre-plant soil fumigants on Agrobacterium tumefaciens, pythiaceous species, and subsequent soil recolonization by A. tumefaciens // Crop Protection. 2010. Vol. 29. Is.6. P. 583-590. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2010.01.001

16. Strauss S.L., Stover J.K., Kluepfel D.A. Impact of biological amendments on Agrobacterium tumefaciens survival in soil // Applied Soil Ecology. 2015. Vol. 87. P. 39-48. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2014.10.016

17. Ferdous M. L., Hossain M. N., Ali M. O., Islam M. S., Yasmin S. Morphological, biochemical and molecular identification of the wild strain of Agrobacterium tumefaciens from crown gall infected mango tree // Fundamental and Applied Agriculture. 2021. Vol. 6. Is.1. P. 43-49. https://doi.org/10.5455/faa.136134

18. Schaad N. W., Jones J. B. and Chun W.. Laboratory Guide for Identification of PlantPathogenic Bacteria, Third Edition. The American Phytopathological Society. 2001.

19. Bernaerts M.J., De Ley J. A biochemical test for crown gall bacteria. Nature. 1963. Vol.167. P.406-407.

1947