CC BY
9Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 67-68
STUDY OF ANTIFUNGAL ACTIVITY OF BACTERIA OF THE GENUS BACILLUS
FROM PERMAFROST OF WESTERN SIBERIA
O.V. Domanskaya1,2, N.N. Kolokolova1, Ya.V. Frank1.
1Tyumen State University, campanella2004@mail.ru 2Tyumen Scientific Center, SB RAS, olga-nv@bk.ru
Antifungal activity of bacterial strains of the Bacillus sp. isolated from permafrost against phytopathogenic fungi Alternaria, Fusarium andMicrodochium was investigated. Antifungal activity of the bacterial strains was evaluated in agar diffusion method. According to the result of the experiment revealed that Bacillus megaterium strain 312 TS, cultivation at 5 °C, exhibits antifungal activity against phytopathogenic fungi investigated. The strain of Bacillus cereus 875 TS showed selective antifungal activity to fungi of the genus Fusarium. Potential of Siberian strains and their prospects for the use of biological control of plant pathogens and the feasibility of finding bacterial isolates from permafrost are discussed.
УДК 632.938.1
МЕЖВИДОВАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ САЛАТА (LACTUCA SATIVA L.)
В СЕЛЕКЦИИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К TOMATO ASPERMY CUCUMOVIRUS
И.А. Енгалычева, О.В. Павлова
Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур РАН, Московская область, Россия,
pavlovaoxana@mail.ru
Проведена иммунологическая оценка образцов салата: сортов, видов, межвидовых и внутривидовых гибридов различных поколений на устойчивость к вирусу аспермии томата. Выделены перспективные формы, представляющие практический интерес для селекции на устойчивость к Tomato aspermy cucumovirus - AsTV.
Ключевые слова: салат, Lactuca sativa L., вируса аспермии томата, Tomato aspermy cucumovirus, устойчивость, межвидовая гибридизация.
Поражение растений салата различными вирусными патогенами было и остается основным лимитирующим фактором, снижающим товарное качество и урожайность салата (Lactuca sativa L.). В последние годы нарастает вредоносность вируса мозаики салата (Lettuce mosaic virus- LMV) и вируса аспермии томата (Tomato aspermy cucumovirus - AsTV), создающих серьезную угрозу для семеноводства. Кроме того, в условиях открытого грунта поражение салата смешанной вирусной, грибной, бактериальной инфекциями не является редким явлением, и поэтому вероятность потери урожая от такого взаимодействия довольно высока. Этому способствует, в первую очередь, возделывание сортов со слабой устойчивостью к вирусам, а также своеобразные климатические условия Центрального региона РФ, особенно в весенне-летнее время, когда наблюдается большой перепад дневных и ночных температур, высокая влажность, а в отдельные годы — обилие насекомых-переносчиков, которые создают высокий инфекционный фон.
В решении проблемы обогащения генофонда этой экономически важной культуры новыми источниками устойчивости, основная роль принадлежит межвидовой гибридизации. По средствам межвидовой гибридизации можно передать ценные гены от диких видов к культурным, расширить спектр генетической изменчивости и получить перспективные исходные формы, обладающие ценными хозяйственными признаками и высокой устойчивостью к основным болезням. По литературным данным L. saligna является носителем доминантных генов устойчивости к мучнистой росе и вирусу мозаики [Lebeda et al., 1994]. Наиболее детально исследованы для гибридизации с культурными формами такие представители рода Lactuca как L. serriola, L. saligna, L. virosa [Netzer et al.,1976; Bonnier
et al., 1992; Chin et al., 2001; Hayes et al., 2004; Jeuken, 2004] Во ВНИИССОК идет постоянная работа лабораторий предбридингового центра по привлечению новых диких видов салата, преодолению их нескрещиваемости, иммунологической оценке материала различных поколений на устойчивость к основным фитопатогенам, выделению и созданию ценных форм на основе межвидовой гибридизации.
Цель нашей работы — проведение на провокационном инфекционном фоне иммунологической оценки культурных и диких видов салата, гибридов различных поколений, полученных при межвидовом скрещивании, и перспективных форм с точки зрения устойчивости к Tomato aspermy cucumovirus.
Материал и методика исследований Материалом для исследований служили растения линий и сортов разновидностей салата, дикие виды (L. serriola, L. saligna, L. virosa, L. livida, L. scariola), гибриды разных поколений (Fj, F2, F3 F4).
Идентификацию фитовирусов проводили методами визуальной, серологической диагностики (иммунофер-ментный анализ), методом растений-индикаторов, «экспресс-методом» с использованием иммунострипов, методом электронного микроскопии.
В течение всего вегетационного периода проводилась визуальная оценка, позволившая выявить растения с симптомами вирусного поражения.
Метод растений-индикаторов. Для подтверждения инфекционного начала обнаруженных симптомов в лабораторных условиях листья с отобранных растений использовали для механической инокуляции. В качестве растений - индикаторов в лаборатории иммунитета и защиты растений ВНИИССОК и лаборатории вирусологии Био-
«Эколого-генетические основы современных агротехнологий». СПб, 27-29 апреля 2016 г.
69
лого-почвенного института ДВО РАН использовали растения томата (Solánum lycopérsicum), пекинской капусты (Brassica rapa), табака (Nicotiana tabacum) сортов Ксанти и Самсун.
Электронная микрография проводилась на оборудовании Центра Коллективного пользования «Дальневосточный центр электронной микроскопии» (ИБМ ДВО РАН): электоронный микроскоп «Libra 200 FE HT».
Иммуноферментный анализ (ИФА) по «сэндвич» варианту проводили с помощью диагностического набора фирмы Agdia по общепринятой методике. Оценку результатов иммуноферментного анализа (ИФА) проводили с помощью спектрофотометра при длине волны 480 нм, определяя относительную концентрацию вирусных частиц в пробах.
Устойчивость образцов оценивали на основе комплекса показателей: средний балл поражения, степень развития болезни, распространение болезни. По результатам визуальной оценки и ИФА определяли степень устойчивости образцов к вирусной инфекции.
Результаты исследований
Вирус аспермии томата - (Tomato aspermy cucumovirus-AsTV) на растениях салата вызывает симптомы осветления жилок на пластинах листьев, образование укороченной розетки, зональной крапчатости. На растениях пекинской капусты при инокуляции соком, полученным с пораженных листьев салата, наблюдалась карликовость. Кроме того, вирус вызывал изменение репродуктивных органов на растении-индикаторе, вследствие чего не образовывались семена. При электронной микроскопии в препаратах, изготовленных из сока инфицированных растений салата и капусты пекинской с симптомами угнетенного роста, обнаружены изометрические вирионы размером 40 нм.
Результаты по идентификации Tomato aspermy cucumovirus подтвердились и данными иммуноферментного анализа, проведенного в ФГБУН Биолого-почвенном институте ДВО РАН.
Нами был изучен достаточно обширный материал образцов салата различного генетического и географического происхождения по признаку устойчивости к AsTV. Массовое проявление симптоматики на растениях, как правило, было приурочено к периоду бутонизации-начала цветения растений. Эта фаза развития растений и являлась определяющей для дифференциации образцов на группы устойчивости к Tomato aspermy cucumovirus. По результатам оценки, проведенной в этот период, образцы распределяли на четыре группы устойчивости: толерантные, слабо-, средне- и сильновосприимчивые. При этом наибольший интерес для селекции представляют образцы, у которых высокая степень устойчивости отмечается на протяжении всего периода вегетации.
Проведенная в течение нескольких лет визуальная оценка и данные иммуноферментного анализа позволили выделить толерантные к AsTV образцы (табл).
При высоком общем фоне поражения появление признаков вирусной инфекции на листьях салата у данных образцов началось только в фазу бутонизации - начала цветения. По результатам ИФА в данных образцах содержание вируса в соке было незначительным (коэффициент экстинции 0.019-0.192). Балл поражения болезни по итоговой оценке у них был невысокий и составил 0.5-1.5.
Нужно отметить, что дикорастущие виды салата L. saligna, L. scariola, L.serriola, L. livida проявили относительную устойчивость к AsTV.
Таблица. Характеристика группы относительно устойчивых образцов салата к Tomato aspermy cucumovirus
Название образца Фаза хоз. г балл пор X ±Sx ср одности, ажения Фаза бутонизацш балл по X ±Sx ср i-начало цветения, ражения cv% Коэффициент экстинции* Содержание вируса в соке
L. ¡аН^а 0 0 0.5 0 0.186 незначительное
L. ¡сапо1а 0 0 0.5 0 0.157 незначительное
L. ¡егпо1а 0 0 0.5 0 0.164 незначительное
L. 1МСЪ 0 0 0.5 0 0.192 незначительное
F2 Хамелеон х L. ¡ето1а 0 0 1.80±0.03 1.43 0.114 незначительное
F2 Алекс х L. ¡сагю1а F2 Хамелеон х L. ¡сапо1а F2 Алекс х Frysbi 0 0 1.33±0.08 5.73 0.163 незначительное
0 0 1.21±0.08 6.23 0.167 незначительное
0 0 1.06±0.06 5.87 0.197 незначительное
F4Хамелеон х L. ¡егпо1а 0 0 1.1±0.07 58.47 0.016 незначительное
Коралл 0 0 1.5±0.03 56.52 0.019 незначительное
Танго 0 0 1.50±0.06 55.87 0.019 незначительное
Хамелеон 0 0 2.65±1.22 55.95 0.232 среднее
Алекс 0 0 2.15±1.20 55.81 0.215 среднее
Букет 0.5 0 2.50±0.55 36.67 0.314 среднее
Практический интерес для селекции представляют также некоторые образцы из средней группы устойчивости. Так, у образцов Хамелеон, Алекс, Букет балл поражения был достаточно высокий и составил 2.15-2.65. При этом коэффициент вариации находился в пределах значи-
тельной изменчивости (Су = 36.67-55.95 %). Данные сорта внутри своей популяции имели растения с баллом поражения 0; 0.5; 1, что составило 35.6-44.3 % от всей структуры популяции в зависимости от образца.
Библиографический список (References)
Biddle A.J, Cattlin N.D. Pests, diseases, and disorders of peas and beans//
NW: Publishing Manson.- 2007. Bonnier F. J., Reinik M. K., Groenwald R. A search for new sources of major gene resistance in Lactuca to Bremia lactucae Regel // Euphytica 1992. -V. 61. P. 203-211.
Brunt A. at all. Viruses of plants (Descriptions and lists from the VIDE Database)//UK, CAB International.- 1996.
Chin D. B., Arroyo-García R., Ochoa Os. E., Kesseli R. V., Lavelle D. O., Michelmore R. W. Recombination and Spontaneous Mutation at the Major Cluster of Resistance Genes in Lettuce (Lactuca sativa).//Genetics- 2001. - Vol. 157. - P. 831-849. Hayes, R.J., Ryder, E.J., Robinson, B.J. Introgression of Big Vein Tolerance from Lactuca virosa L. into Cultivated Lettuce (Lactuca sativa L.) // Hortscience 2004. - V. 39(4). - P. 881-897.
Lebeda A and Reinink K. Histological characterisation of resistance in Netzer D., Globerson D., Sacks J. Lactuca saligna L., new source of resistance Lactuca saligna to lettuce downy mildew (Bremia lactucae) // Physiol Mol to downy mildew (Bremia lactucae Reg.) // Horf. Science - 1976. - Vol.
Plant Pathol 1994. - V. 44. - P. 125-139 11. - P. 612-613
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 68-70
INTERSPECIES HYBRIDIZATION OF LATTUCE (LACTUCA SATIVA L.) IN SELECTION FOR RESISTANCE TO TOMATO ASPERMY CUCUMOVIRUS
I.A. Engalycheva, O.V. Pavlova
All-Russian Research Institute of Vegetable Breeding and Seed Production, pavlovaoxana@mail.ru
The immunological evaluation of lettuce samples has been done: varieties, species, interspecific and intraspecific hybrids of different generations for resistance to Tomato aspermy cucumovirus, providing promising forms of practical interest.
УДК 57.085.2
РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОЙ СХЕМЫ КОНТРОЛЯ ГАМЕТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ РЕГЕНЕРАНТОВ КАПУСТЫ БЕЛОКОЧАННОЙ (BRASSICA OLERACEA L.)
В КУЛЬТУРЕ ПЫЛЬНИКОВ IN VITRO ПУТЕМ ДНК-ГЕНОТИПИРОВАНИЯ
Н.В. Епифанович, Ж.М. Мухина, Е.Г. Савенко, С.В. Королева, В.А. Глазырина,
Л.А. Шундрина, Ю.В. Епифанович
Всероссийский НИИ риса, Краснодар, Россия, agroplazma@gmail.com
В рамках данного исследования предпринимается попытка усовершенствовать схему получения удвоенных гаплоидов капусты белокочанной в культуре пыльников in vitro. Основной принцип такого улучшения - сравнение генотипов донорских растений и регенерантов с помощью микросателлитных маркеров.
Ключевые слова: культура пыльников in vitro; капуста белокочанная; дигаплоидная линия, микросателлитный профиль; гаметное происхождение регенерантов.
Безусловные конкурентные преимущества применения экспериментальной гаплоидии в практических селекционных программах важных сельскохозяйственных культур:
- сокращение времени создания высококачественного, конкурентоспособного селекционного продукта - сортов и гибридов F1;
- высокая морфологическая однородность - неотъемлемое требование качества.
Повышение выравненности отечественных гибридов капусты белокочанной (Brassica oleracea L.) значительно поднимет их статус и конкурентоспособность на внутреннем российском рынке семян. В настоящий момент это крайне актуально, так как иностранными компаниями занято доминирующее положение на рынке семян овощей (до 80 % сегмента семян внутреннего рынка страны).
С высокой эффективностью этого можно достичь при помощи перевода оригинальных линий (родительские формы гибридов) на дигаплоидный уровень с жестким массовым контролем гаметного происхождения получаемых дигаплоидов.
Классический способ гомозиготизации оригинальных линий - принудительное самоопыление и отбор наиболее выровненных потомств в течение 6-8 поколений. Для выполнения этих мероприятий у двулетних овощных культур, к которым относится и капуста белокочанная, необходимо 12-16 лет. Таким образом, селекционный процесс этой важнейшей сельскохозяйственной культуры является длительным и трудоемким.
В этой связи роль технологии гарантированного получения дигаплоидных линий для последующего использования их в качестве родительских форм особенно велика, так как позволяет в разы ускорить процесс создания коммерческих гибридов F1.
В рамках данного исследования предпринимается попытка усовершенствовать схему получения удвоенных гаплоидов капусты белокочанной в культуре пыльников in vitro. Усовершенствованная схема позволит сократить продолжительность селекционной работы по созданию «чистых» (гомозиготных) линий для получения F1 гибридов до 1 года, что в 10 раз меньше по сравнению с генетической схемой селекции двухлинейных F1 гибридов данной овощной культуры на основе физиологической самонесовместимости.
Основной принцип усовершенствования - сравнительное генотипирование донорных форм (источник эксплан-тов) и полученных из них регенерантов молекулярными (микросателлитными) маркерами. В работе используются маркеры: Na10-D09, Na12-A02, Na12-F12, Ni2-B02, Ni3-G04B, 0112-А04, Ra2-E12, BRMS-006. Экспериментальным путем оптимизированы условия ПЦР применительно к исследуемым генотипам капусты белокочанной.
Для массового анализа информативным и достаточным является сравнение микросателлитного профиля лишь по одному маркеру, если он демонстрирует состояние гете-розиготности у донорной формы, так как дигаплоидный (гаплоидный) регенерант всегда будет гомозиготный в любом исследуемом локусе ДНК.
Учитывая, что в подавляющем большинстве случаев в качестве доноров используются гибриды F1, подобрать такой маркер несложно. При соматическом происхождении всегда будет наблюдаться идентичность микросател-литных профилей регенерантов с таковыми у донорных растений, чего не будет в случае их гаметного происхождения. Такой способ ранжирования регенерантов со 100 %-й точностью выявит растения, имеющие гаметное происхождение (микроспоры).
