Научная статья на тему 'Скрининг бактерий рода Pseudomonas, ассоциированных с Beta vulgaris L. , на наличие признаков патогенности и кодирующих их генов syrB и hrpZ'

Скрининг бактерий рода Pseudomonas, ассоциированных с Beta vulgaris L. , на наличие признаков патогенности и кодирующих их генов syrB и hrpZ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
207
48
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
PSEUDOMONAS SYRINGAE PV. APTATA / СИРИНГОМИЦИН / SYRB / HRPZ / САХАРНАЯ СВЁКЛА / ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ (ПЦР) / SYRINGOMYCIN / SUGAR BEET / POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Петюренко М.Ю., Безлер Н.В., Хуссейн А.С.

В Биологической коллекции эффективных и фитопатогенных микроорганизмов Центрально-Черноземного региона Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова депонированы 13 штаммов бактерий рода Pseudomonassp., выделенных из почвы, ризосферы и ризопланы сахарной свёклы (Beta vulgaris L.). Все штаммы имеют ампликон размером 618 п.н, характерный для Pseudomonas sp., а штаммы №№ 36, 67, 116 и 117 относятся к виду P. fluorescens. Цель работы -скрининг штаммов коллекции на наличие у них генов syrB и hrpZ, ответственных за продуцирование токсинов, свойственных патовару Pseudomonas syringae pv. aptata, а также перспектив их использования при производстве биопрепаратов для сельского хозяйства. Штаммы Pseudomonas sp. №№ 75, 77, 91/2, 110 и P. fluorescens 116 проявили способность к росту на безазотистой среде Эшби, продуцированию индолил-3-уксусной кислоты и свободных аминокислот и могут быть использованы для производства препаратов, повышающих продуктивность сахарной свёклы. Эти штаммы обладают аргининдигидролазной и оксидазной активностью, которая не характерна для большинства представителей вида Р. syringae и их патоваров, и не способны к продуцированию токсина сирингоми-цина. ПЦР-анализ с праймером В1/В2, специфичным для гена syrB, показал отсутствие соответствующего продукта амплификации размером 752 п.н. То есть среди изученных штаммов нет представителей фитопатогенного вида Р. syringae. ПЦР-анализ с праймером hrpZ-F/hrpZ-R для выявления гена, кодирующего белки гарпины, показал отсутствие продукта размером 613 п.н. у штаммов №№ 75, 77, 91, 91/2, 97, 103, 110, 113, 115, что позволило исключить присутствие в коллекции фитопатогенного патовара Рseudomonas syringae pv. aptata, вызывающего бактериальную пятнистость листьев сахарной свёклы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Петюренко М.Ю., Безлер Н.В., Хуссейн А.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Screening of Pseudomonas bacteria associated with Beta vulgaris L. for signs of pathogenicity and syrB and hrpZ genes encoding them

The biological collection of effective and phytopathogenic microorganisms of the Central Chernozem Region of the Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar includes 13 strains of bacteria of the genus Pseudomonas, isolated from soil, rhizosphere and rhizoplans of sugar beet (Beta vulgaris L.). All strains have an amplicon of 618 bps, characteristic of Pseudomonas sp., while strains No. 36, 67, 116, and 117 belong to the species P. fluorescens. The purpose of the study was to screen the collection strains for the presence of syrB and hrpZ genes responsible for the production of toxins characteristic of the pathovar Pseudomonas syringae pv. aptata, as well as to determine the prospects for their use in the production of biological products for agriculture. Pseudomonas sp. No. 75, 77, 91/2, 110, and P. fluorescens 116 strains showed the ability to grow on Ashby’s nitrogen-free medium, produce indolyl-3-acetic acid and free amino acids; they can be used to produce preparations that increase sugar beet productivity. These strains possess arginine dihydrolase and oxidase activity, which is not typical for most representatives of the P. syringae species and their pathovars; they are not capable of producing syringomycin toxin. PCR analysis with B1/B2 primer specific for syrB gene showed the absence of an appropriate amplification product of 752 bps. That is, among the studied strains, there are no representatives of the phytopathogenic species P. syringae. PCR analysis with hrpZ-F/hrpZ-R primer to identify a gene encoding harpine proteins showed the absence of a product of 613 bp in the strains No. 75, 77, 91, 91/2, 97, 103, 110, 113, 115 that made it possible to exclude the presence of Pseudomonas syringae pv. aptata in the phytopathogenic pathovar collection causing leaf blight of sugar beet.

Текст научной работы на тему «Скрининг бактерий рода Pseudomonas, ассоциированных с Beta vulgaris L. , на наличие признаков патогенности и кодирующих их генов syrB и hrpZ»

doi: 10.24411/0235-2451-2020-10103 УДК576.807:576.851.1

Скрининг бактерий рода Pseudomonas, ассоциированных с Beta vulgaris L., на наличие признаков патогенности и кодирующих их генов syrB и hrpZ

М. Ю. ПЕТЮРЕНКО, Н. В. БЕЗЛЕР, А. С. ХУССЕЙН

Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова, пос. ВНИИСС, 86, Рамонский р-н, Воронежская обл., 396030, Российская Федерация

Резюме. В Биологической коллекции эффективных и фитопатогенных микроорганизмов Центрально-Черноземного региона Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свёклы и сахара им. А. Л. Мазлумова депонированы 13 штаммов бактерий рода Pseudomonas sp., выделенных из почвы, ризосферы и ризопланы сахарной свёклы (Beta vulgaris L.). Все штаммы имеют ампликон размером 618 п.н, характерный для Pseudomonas sp., а штаммы №№ 36, 67, 116 и 117 относятся к виду P. fluorescens. Цель работы -скрининг штаммов коллекции на наличие у них генов syrB и hrpZ, ответственных за продуцирование токсинов, свойственных патовару Pseudomonas syringae pv. aptata, а также перспектив их использования при производстве биопрепаратов для сельского хозяйства. Штаммы Pseudomonas sp. №№ 75, 77, 91/2, 110 и P. fluorescens 116 проявили способность к росту на безазотистой среде Эшби, продуцированию индолил-3-уксусной кислоты и свободных аминокислот и могут быть использованы для производства препаратов, повышающих продуктивность сахарной свёклы. Эти штаммы обладают аргининдигидролазной и оксидазной активностью, которая не характерна для большинства представителей вида Р. syringae и их патоваров, и не способны к продуцированию токсина сирингоми-цина. ПЦР-анализ с праймером В1/В2, специфичным для гена syrB, показал отсутствие соответствующего продукта амплификации размером 752 п.н. То есть среди изученных штаммов нет представителей фитопатогенного вида Р. syringae. ПЦР-анализ с праймером hrpZ-F/hrpZ-R для выявления гена, кодирующего белки гарпины, показал отсутствие продукта размером 613 п.н. у штаммов №№ 75, 77, 91, 91/2, 97, 103, 110, 113, 115, что позволило исключить присутствие в коллекции фитопатогенного патовара Рseudomonas syringae pv. aptata, вызывающего бактериальную пятнистость листьев сахарной свёклы.

Ключевые слова: Pseudomonas syringae pv. aptata, сирингомицин, syrB, hrpZ, сахарная свёкла, полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Сведения об авторах: М. Ю. Петюренко, кандидат сельскохозяйственных наук, младший научный сотрудник (е-mail: marta.peturenko@ gmail.com); Н. В. Безлер, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией; А. С. Хуссейн, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник.

Для цитирования: Петюренко М. Ю., Безлер Н. В., Хуссейн А. С. Скрининг бактерий рода Pseudomonas, ассоциированных с Beta vulgaris L., на наличие признаков патогенности и кодирующих их генов syrB и hrpZ // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т 34. № 1. С. 16-19. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10103.

Screening of Pseudomonas bacteria associated with Beta vulgaris L. for signs of pathogenicity and syrB and hrpZ genes encoding them

M. Y. Peturenko, N. V. Bezler, A. S. Hussein

A. L. Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar, pos. VNIISS, 86, Ramonskii r-n, Voronezhskaya obl., 396030, Russian Federation

Abstract. The biological collection of effective and phytopathogenic microorganisms of the Central Chernozem Region of the Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar includes 13 strains of bacteria of the genus Pseudomonas, isolated from soil, rhizosphere and rhizoplans of sugar beet (Beta vulgaris L.). All strains have an amplicon of 618 bps, characteristic of Pseudomonas sp., while strains No. 36, 67, 116, and 117 belong to the species P. fluorescens. The purpose of the study was to screen the collection strains for the presence of syrB and hrpZ genes responsible for the production of toxins characteristic of the pathovar Pseudomonas syringae pv. aptata, as well as to determine the prospects for their use in the production of biological products for agriculture. Pseudomonas sp. No. 75, 77, 91/2, 110, and P. fluorescens 116 strains showed the ability to grow on Ashby's nitrogen-free medium, produce indolyl-3-acetic acid and free amino acids; they can be used to produce preparations that increase sugar beet productivity. These strains possess arginine dihydrolase and oxidase activity, which is not typical for most representatives of the P. syringae species and their pathovars; they are not capable of producing syringomycin toxin. PCR analysis with B1/B2 primer specific for syrB gene showed the absence of an appropriate amplification product of 752 bps. That is, among the studied strains, there are no representatives of the phytopathogenic species P. syringae. PCR analysis with hrpZ-F/hrpZ-R primer to identify a gene encoding harpine proteins showed the absence of a product of 613 bp in the strains No. 75, 77, 91, 91/2, 97, 103, 110, 113, 115 that made it possible to exclude the presence of Pseudomonas syringae pv. aptata in the phytopathogenic pathovar collection causing leaf blight of sugar beet. Keywords: Pseudomonas syringae pv. aptata; syringomycin; syrB; hrpZ; sugar beet; polymerase chain reaction (PCR). Author Details: M. Y Peturenko, Cand. Sc. (Agr.), junior research fellow (е-mail: marta.peturenko@gmail.com); N. V. Bezler, D. Sc. (Agr.), head of laboratory; A. S. Hussein, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow.

For citation: Peturenko MY Bezler NV, Hussein AS. [Screening of Pseudomonas bacteria associated with Beta vulgaris L. for signs of pathogenicity and syrB and hrpZ genes encoding them]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2020;34(1): 16-9. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10103.

Ризосферные бактерии рода Pseudomonas представляют большой интерес для сельского хозяйства благодаря способности к активной колонизации корневой системы растений, антагонистическому действию по отношению к фитопатогенам, продуцированию фитогормонов и др. [1, 2]. Однако этот род гетерогенен и включает в себя группу фитопатогенных псевдомонад, характеризующихся, как правило, строгой специфичностью в отношении хозяев. Большинство из них принадлежит к виду Pseudomonas syringae. Это флюоресцирующие псевдомонады, которые относятся к классу гамма-протеобактерий и характеризуются отсутствием оксидазной и аргинингидро-лазной активности, наличием сидерофора пиовердина и

фитотоксина сирингомицина, а также высокой гомологией rRNA с группой I семейства Pseudomonadaceae. Фитопато-генные виды бактерий рода Pseudomonas многочисленны и сгруппированы в 25 видов. Для вида P. syringae существует 57 патоваров, в частности, Pseudomonas syringae pv. aptata, вызывающий бактериальную пятнистость листьев сахарной свёклы [3]. Он продуцирует внеклеточные полисахариды и разнообразные токсины. В результате на листьях возникают мокнущие участки, вокруг которых образуется хлоротиче-ский ореол (пятнистость, ожоги, раковые поражения), а впоследствии развивается некроз тканей, вызывающий деформацию и отмирание листовой пластинки [4]. Предполагают, что фитопатоген проникает в листовую ткань

Таблица 1. Последовательность использованных в работе праймеров

Праймер Последовательность (5'-3) Штамм Температура отжига, °С Размер продукта, п.н.

B1 - F B2 - R hrpZI - F hrpZ2 - R CTTTCCGTGGTCTTGATGAGG TCGAIIIIGCCGTGATGAGTC CGAGGAACTGATGCGCAATG CCCCGCTTCACTACTGCTAT P. syringae pv. syringae P. syringae pv. aptata 60 60 752 613

через повреждения эпидермиса сильным градом, дождём, листогрызущими насекомыми и др. В случае поражения проростков сахарной свёклы в фазе 2...3 пар настоящих листьев часто можно наблюдать симптомы, сходные с повреждением корнеедом - первые признаки перетяжки корневой шейки [5]. Важно отметить, что заболевание поражает не только сахарную, но и кормовую, и столовую свёклу на всех стадиях развития.

Наиболее распространенный токсин, продуцируемый Рseudomonas syringae, - сирингомицин, нарушающий баланс ионов при транспорте через плазматическую мембрану, что приводит к нарушениям водного и электролитного состава клеток. Кластер гена сирингомицина (syr) кодируют четыре белка (SyrBl, SyrB2, SyrC, SyrE), участвующие в его биосинтезе, а также генов syrD и syrP, отвечающих за синтез белков, способствующих выработке и секреции токсина [6]. Вследствие этого, идентификация одного из генов syrB служит удобным маркером для определения фитотоксического действия вида Pseudomonas syringae.

Также существуют гены патогенности, обеспечивающие рост бактерий как на поверхности, так и внутри растения. Наиболее изучены среди них hrpZ, образующие крупные кластеры. Помимо колонизации и роста патогенной бактерии, гены hrp (hypersensitive response and pathogenity - реакция гиперчувствительности и патогенности) участвуют в образовании белковых молекул, вызывающих сигнальную реакцию гиперчувствительности в растении. Среди кодируемых ими белков наиболее изучены гарпины, секретируемые под контролем других генов (HrpH, Hrpl) [7, 8]. У вида P. syringae pv. аptata выявлены гарпины, синтезируемые с участием hrpZ [9].

Цель работы - скрининг коллекционных штаммов бактерий рода Pseudomonas, выделенных в агроценозе сахарной свёклы, на наличие генов syrB и hrpZ, кодирующих образование токсинов, а также определение перспектив использования этих штаммов при производстве биопрепаратов для сельского хозяйства.

Условия, материалы и методы. Исследование выполняли в 2014-2015 гг. в ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А. Л. Мазлумова. Ранее были выделены 13 штаммов бактерий рода Pseudomonas, проявивших способность к образованию флюоресцирующего пигмента на среде King B. Они вошли в состав Биологической коллекции эффективных и фитопатогенных микроорганизмов ЦЧР. Образцы отбирали в весенне-осенний период в посевах сахарной свёклы на опытном поле ВНИИСС имени А. Л. Мазлумова (Рамонский район, Воронежская область). Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднегумусный тяжелосуглинистый на карбонатных лёссовидных суглинках. В коллекции выделенным штаммам присвоили номера 36, 67, 75, 77, 91, 91/2, 97, 103, 110, 113, 115, 116, 117. Штаммы №№ 67, 103 выделены из почвы под сахарной свёклой, №№ 36, 77, 110, 113 - из ризосферы, а №№ 75, 91, 91/2, 97, 115, 116, 117 - из ризопланы этой культуры. Бактерии выделяли по Е. З. Теппер (2004). Идентификацию микроорганизмов проводили в двухкратной повторности на основании изучения морфологических и биохимических свойств в соответствии с определителем The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria (2006) по стандарт-

ным методикам: оксидазную активность - с использованием реактива Ковача, аргининди-гидролазную - по методу Thornley's. Молекулярно-генетическую идентификацию бактерий осуществляли с использованием родоспецифическо-го праймера PA-GS-F/PA-GS-R для определения рода Pseudomonas species и видоспецифического праймера 16SPSEfluF/16SPSER - для определения P. fluorescens [10]. Способность к азотфисксации у изучаемых штаммов определяли по их росту на безазотистой среде Эшби. Продуцирование индолил-3-уксусной кислоты устанавливали методом Гордона-Вебера по Е. З. Теппер (2004).

Для амплификации гена syrB использовали специфичный праймер В1/В2 [11] (табл. 1). Температурно-временной профиль ПЦР был следующим: предварительная денатурация - 3 мин. при 95 °С; 35 циклов -1,5 мин. при 94 °С, отжиг -1,5 мин. при 60 °С, удлинение цепи - 3 мин. при 72 °С; финальный этап элонгации -10 мин. при 72 °С. Охлаждение пробы при 4 °С.

Для определения фрагмента гена, кодирующего белок гарпин (hrpZ) у представителей вида Рseudomonas syringae pv. aptata, использовали нуклеотидную последовательность № AF092879.1 из международного банка базы данных GenBank (https://www.ncbi.nlm.nih.gov). Для амплификации фрагмента гена hrpZ в программе Primer-BLAST сконструировали праймер hrpZ1/hrpZ2 (см. табл. 1), дающий размер продукта 613 п.н. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/ primer-blast/). Температурно-временной профиль ПЦР был следующим: предварительная денатурация - 4 мин при 94 °С; 35 циклов - 1,5 мин при 94 °С, отжиг -1,5 мин при 60 °С, удлинение цепи - 3 мин при 72 °С; финальный этап элонгации - 10 мин при 72 °С. Охлаждение пробы при 4 °С.

Для амплификации гена syrB и hrpZ использовали Мастер Микс XMasCFETagMIX-2015. Амплификационная смесь (25 мкл) имела следующий состав: 5 мкл 5Х МастерМИКСсге с SmarTag полимеразой, по 200 цМ каждого из dA, dT, dC, dG, реакционный буфер с (NH4)2SO4 MgCl2 - 2 1Т1М, 5 мкл бактериальной ДНК, 5 мкл прямого и обратного праймеров, объем доводили стерильной водой для ПЦР.

Анализ продуктов амплификации осуществляли путем электрофореза в 1 %-ном агарозном геле в 1* TBE-буфере с бромистым этидием при напряжении электрического поля 80 V. Результаты электрофореза визуализировали под УФ-лучами.

Результаты и обсуждение. Из 13 коллекционных штаммов отобрали пять (Pseudomonas sp. 75, Pseudomonas sp. 77, Pseudomonas sp. 91/2, Pseudomonas sp. 110 и P. fluorescens 116), проявивших способность к росту на безазотистой среде Эшби, продуцированию индолил-3-уксусной кислоты и свободных аминокислот, что делает их перспективными для сельскохозяйственного использования и разработки биопрепаратов для увеличения продуктивности посевов сахарной свёклы.

Штамм № 116 ранее был идентифицирован как P. fluorescens [10]. Его также проверяли на способность к продуцированию сирингомицина поскольку этот токсин теоретически может синтезировать любой вид псевдомонад в связи с процессом коньюгации, распространённым у бактерий, хотя чаще он встречается у фитопатогенов.

Все пять штаммов - аэробы и представляют собой прямые мелкие клетки палочковидной формы, грамотри-цательные, оксидазо- и каталазоположительные, не образующие спор. Некоторые штаммы были способны выделять

Таблица 2. Физиолого-биохимические характеристики штаммов рода Pseudomonas*

Штамм

Признак Pseudo- Pseudo- Pseudo- Pseudo- P. fluore-

monas sp. monas monas sp. monas scens

75 sp. 77 91/2 sp. 110 116

Морфология клеток прямые мелкие палочки

Окраска по Граму грам (-)

Флуоресцирующие диф-

фундирующие пигменты + + + + +

Отношение к кислороду аэробный рост

Пастеризация (80 °С) - - - - -

Рост при 4 °С + + + + +

Рост при 41°С - - - - -

Каталаза + + + + +

Оксидаза + + + + +

Аргининдигидролаза + + + + +

Образование левана - - + ± -

Гидролиз крахмала - - - - -

Лецитиназа + - - + +

Гидролиз желатины + - - - +

Окисление/ферментация

углеводов О О О О О

*(+) - наличие признака; (-) - отсутствие признака; (±) - варьирование признака; О окисление.

экзополисахарид леван, осуществлять гидролиз желатина и обладали лецитиназной активностью (табл. 2).

Согласно литературным данным для бактерий рода Pseudomonas прослеживается закономерная связь окси-дазной реакции с системой цитохромов. Наличие у бактерий тетра- или диметилпарафенилендиаминоксидазы свидетельствует о наличии цитохрома с в их терминальной дыхательной цепи. В то же время цитохром с не найден в клетках фитопатогенного вида Р. syringae, по-видимому, утратившего его в связи с паразитическими условиями существования. Большинство штаммов Р. syringae также не обладает способностью к анаэробному расщеплению аргинина[12, 13]. Поэтомудля выявления фитопатогенного действия изучаемых штаммов определяли их оксидазную активность и наличие аргининдигидролазы. Все они имели диметилпарафенилендиаминоксидазу, свидетельствующую о наличии цитохрома с в дыхательной цепи. Изучаемые штаммы были способны образовывать из аргинина цитруллин и фермент, разлагающий его до орнитина, СО2 и аммиака, что свидетельствует об их положительной ар-гининдигидролазной активности (см. табл. 2). Это служит одним из признаков отсутствия среди указанных штаммов фитопатогенного вида Р. syringae.

Для идентификации фитопатогенного вида Р. syringae также с успехом используют способность бактерий к синтезу различных по строению экзополисахаридов. К наиболее изученным из них относят леваны, которые образуют штаммы некоторых видов на средах с сахарозой. Наиболее активно продуцируют леван виды P. chlororaphis, биовары P. fluorescens и фи-топатогенный Р. syringae [13]. Среди исследованных штаммов такую способность демонстрировали только Pseudomonas sp. 91/2 и Pseudomonas sp. 110, которые обладали слабой активностью, что не позволило достоверно доказать наличие этого признака.

Согласно определителю The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria (2006) фитопатогенный вид Р. syringae обладает положительной про-теазной активностью (разложение желатина), которую используют для видовой дифференциации псевдомонад. Эта способность отмечена только у штаммов Pseudomonas sp.75 и P. fluorescens 116. У других изолятов такая активность не выявлена.

Исследованные пять штаммов обладали аргинин-дигидролазной и оксидазной активностью, которая не характерна для большинства представителей вида Р. syringae и их патоваров. Из чего сделан вывод, что указанные штаммы не способны к синтезутоксина сирингомицина. Но варьирование левансахаразной и проте-азной активности не позволило с достоверностью исключить их принадлежность к фитопатогенному виду Р. syringae.

По результатам электрофореза у всех штаммов среди ПЦР-продуктов отсутствовал фрагмент размером 752 п.н., соответствующий специфическому для гена syrB праймеру В1/В2 (рис. 1). Для штаммов Pseudomonas sp. 75 и Pseudomonas sp. 77 были получены неспецифичные для этой реакции дополнительные продукты амплификации - даймеры: для первого - ампликоны длиной 200 и 500 п.н., для второго - 850 и 950 п.н.

Согласно исследованиям A. R. Musa [9], специфичным молекулярным маркером для Pseudomonas syringae pv. aptata служат гены патогенности hrp. Наличие гена hrpZ определяли у штаммов №№ 75, 77, 91, 91/2, 97, 103, 110, 113, 115, поскольку штаммы №№ 36, 67, 116 и 117 ранее отнесли к виду P. fluorescens[10]. ПЦР с праймером hrpZ1/ hrpZ2 показала отсутствие соответствующего ему продукта амплификации размером 613 п.н. у всех исследованных штаммов (рис. 2).

Таким образом, присутствие патогенного вида Pseudomonas syringae pv. aptata среди штаммов бактерий рода Pseudomonas, находящихся в Биологической коллекции эффективных и фитопатогенных микроорганизмов ЦЧР, можно исключить.

77 91/2 НО 116

Рис. 1. Электрофореграмма ПЦР-продуктов, полученных с праймером В1/В2: М - маркер молекулярных масс (100.. .3000 п.н.); 75 - штамм Pseudomonas sp. 75; 77 - штамм Pseudomonas sp. 77; 91/2 -штамм Pseudomonas sp. 91/2; 110 - штамм Pseudomonas sp. 110; 116 - штамм P. fluorescens 116.

Рис. 2. Электрофореграмма ПЦР-продуктов с праймером hrpZ1/hrpZ2 для выявления Pseudomonassyringae pv. aptata: М - маркер молекулярных масс (100.3000 п.н.); 75, 77, 91, 91/2, 97,103, 110,113, 115 - соотвествующие штаммы Pseudomonas sp.

Выводы. С помощью физиолого-биохимических и молекулярно-генетических методов установлено, что среди 13 штаммов рода Pseudomonas sp. Биологической коллекции эффективных и фитопатогенных микроорганизмов ЦЧР

ВНИИСС имени А. Л. Мазлу-мова, выделенных из почвы, ризосферы и ризопланы сахарной свёклы, отсутствуют фитопатогенные патовары Pseudomonas syringae pv. aptata, они не имеют генов syrB и hrpZ, ответственных за образование токсинов, вызывающих заболевания сахарной свёклы.

Штаммы Pseudomonas sp. №№ 75, 77, 91/2, 110 и P. fluorescens 116 проявили способность к росту на безазотистой среде Эшби, продуцированию индолил-3-уксусной кислоты, свободных аминокислот и могут быть использованы для производства препаратов, повышающих продуктивность сахарной свёклы. Они не способны к продуцированию токсина сирингомицина, среди них отсутствует фито-патогенный вид Р. syringae.

Литература.

1. Bhattacharyya P. N., Jha D. K.. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture // World J. Microbiol Biotechnol. 2012. No. 28. Pp. 1327-1350.

2. Plant Growth-Promoting Bacteria Elicited Induced Systemic Resistance and Tolerance in Plants / Sh. Jain, A. Vaishnav, A. Kasotia, et al.// Emerging Technologies and Management of Crop Stress Tolerance. Academic Press, 2014. Vol. 2. Pp. 109-132.

3. XinX.-F., Kvitko B., Yang He Sh. Pseudomonas syringae: what it takes to be a pathogen//Nature reviews. Microbiology. 2018. Vol. 16 (5). Pp. 316-328.

4. Лазарев А. М., Попов Ф. А. Бактериозы свеклы//Защита и карантин растений. 2014. № 12. С. 27-29.

5. Стогниенко О. И., Селиванова Г. А. Болезни сахарной свеклы, их возбудители. Воронеж: Антарес, 2008. 98 c.

6. Vaughn V. L., Gross D. C. Characterization of salA, syrF, and syrG genes and attendant regulatory networks involved in plant pathogenesis by Pseudomonas syringae pv. syringae B728a // PLoS ONE. 2016. E11 (3): e0150234.

7. Block A., Alfano J. R. Plant targets for Pseudomonas syringae type III effectors: virulence targets or guarded decoys? // Current Opinion in Microbiology. 2011. No. 14. Pp. 39-46.

8. Positive Regulation of the Hrp Type III Secretion System in Pseudomonas syringae pv. phaseolicola/I. Ortiz-Martin, R. Thwaites, A. P. Macho, et al. //Molecular Plant-Microbe Interactions. 2010. Vol. 23. No. 5. Pp. 665-681.

9. Musa A. R., Minardi P., Mazzucchi U. Identification and expression of the Pseudomonas syringae pv. аptata hrpZPsa gene which encodes an harpin elicitor//Antonie van Leeuwenhoek. 2001. No. 79. Pp. 61-71.

10. Безлер Н. В., Хуссейн А. С., Петюренко М. Ю. ПЦР идентификация и генетическое разнообразие Pseudomonas fluorescens выделенных из агроценоза сахарной свёклы (Beta vulgaris L.)//Вестник ВГУ. 2016. № 1. С. 43-49.

11. Sorensen K. N., Kim K.-H., Takemoto J. Y. PCR Detection of Cyclic Lipodepsinonapeptide-Producing Pseudomonas syringae pv. syringae and similarity of strains//Applied and Environmental Microbiology. 1998. Vol. 64. No. 1. Pp. 226-230.

12. Characterization and genetic diversity of Pseudomonas syringae from stone fruits and hazelnut using repetitive-PCR and MLST/M. Kaluzna, P. Ferrante, P. Sobiczewski, et al.//Journal of Plant Pathology. 2010. No. 92. Pp. 781-787.

13. Genetic, biochemical and pathogenic diversity of Pseudomonas syringae pv. pisi strains/A. Martin-Sanz, M. Perez De La Vega, J. Murillo, et al. //Plant Pathology. 2012. No. 61. Pp. 1063-1072.

References

1. Bhattacharyya PN, Jha DK. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture. World J. Microbiol Biotechnol. 2012;(28):1327-50.

2. Jain Sh, VaishnavA, Kasotia A, et al. Plant growth-promoting bacteria elicited induced systemic resistance and tolerance in plants. Emerging Technologies and Management of Crop Stress Tolerance. 2014;2:109-32.

3. XinXF, Kvitko B, Yang He Sh. Pseudomonas syringae: what it takes to be a pathogen. Nature reviews. Microbiology. 2018;16(5):316-28.

4. Lazarev AM., Popov FA. [Beet bacteriosis]. Zashchita i karantin rastenii. 2014;(12):27-9. Russian.

5. Stognienko OI, Selivanova GA. Bolezni sakharnoi svekly, ikh vozbuditeli [Sugar beet diseases, their causative agents]. Voronezh (Russia): Antares; 2008. 98 p. Russian.

6. Vaughn VL, Gross DC. Characterization of salA, syrF, and syrG genes and attendant regulatory networks involved in plant pathogenesis by Pseudomonas syringae pv. syringae B728a. PLoS ONE. 2016;E11(3):e0150234.

7. Block A, Alfano JR. Plant targets for Pseudomonas syringae type III effectors: virulence targets or guarded decoys? Current Opinion in Microbiology. 2011;(14):39-46.

8. Ortiz-Martin I, Thwaites R, Macho AP, et al. Positive regulation of the Hrp type III secretion system in Pseudomonas syringae pv. phaseolicola. Molecular Plant-Microbe Interactions. 2010;23(5):665-81.

9. Musa AR, Minardi P, Mazzucchi U. Identification and expression of the Pseudomonas syringae pv. aptata hrpZPsa gene which encodes an harpin elicitor. Antonie van Leeuwenhoek. 2001;(79):61-71.

10. Bezler NV, Khussein AS, Petyurenko MYu. [PCR identification and genetic diversity of Pseudomonas fluorescens isolated from sugar beet agrocenosis (Beta vulgaris L.)]. Vestnik VGU. 2016;(1):43-9. Russian.

11. Sorensen KN, Kim KH, Takemoto JY. PCR detection of cyclic lipodepsinonapeptide-producing Pseudomonas syringae pv. syringae and similarity of strains. Applied and Environmental Microbiology. 1998;64(1):226-30.

12. Kaluzna M, Ferrante P, Sobiczewski P, etal. Characterization andgenetic diversity of Pseudomonas syringae from stone fruits and hazelnut using repetitive-PCR and MLST. Journal of Plant Pathology. 2010;(92):781-7.

13. Martin-Sanz A, Perez De La Vega M, Murillo J, et al. Genetic, biochemical and pathogenic diversity of Pseudomonas syringae pv. pisi strains. Plant Pathology. 2012;(61):1063-72.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.