DOI: https://doi.org/10.31073/mvis201908-08

Збудник базального бактеріозу в агрофітоценозі пшениці

L. M. Butsenko, L. A. Pasichnyk, Yu. V. Kolomiiets, S. A. Dubianska

Анотація


Мета. Виявити збудника базального бактеріозу пшениці Рseudomonas syringae pv. atrofaciens на рослині-хазяїні та сегетальній рослинності в агрофітоценозі пшениці за інтенсивної і органічної систем її вирощування та визначити його шкідливість. Методи. Ізолювання P. syringae pv. atrofaciens (McCulloch 1920) Young, Dye & Wilkie 1978 із рослин пшениці та сегетальних рослин у її посівах проводили у 2012–2016 рр. у трьох областях України (Київській, Полтавській і Чернігівській). Для вивчення властивостей бактерій використовували морфолого-культуральні, фізіолого-біохімічні, серологічні і молекулярно-біологічні методи. Антигенні властивості штамів бактерій P. syringae вивчали за реакціями аглютинації і преципітації, патогенні властивості досліджували шляхом штучного зараження рослин пшениці у фазі трубкування. Для визначення гетерогенності популяції збудника базального бактеріозу та ідентифікації бактерій використовували RAPD-ПЛР і електрофорез білків зовнішньої мембрани бактерій. Результати. На всіх обстежених полях у Київській, Полтавській і Чернігівській областях виявили рослини пшениці із характерними для базального бактеріозу ураженнями. За патогенними, морфологічними, культуральними, фізіолого-біохімічними властивостями виділені із рослин пшениці ізоляти ідентифіковано як P. syringae pv. atrofaciens. Ізольовані із уражених рослин пшениці штами P. syringae pv. atrofaciens були вірулентними, 80 % ізолятів характеризувалися високою і середньою агресивністю щодо рослини-хазяїна. Із бур’янів, що росли в посівах пшениці, було ізольовано вірулентні для рослини-хазяїна і рослин пшениці бактерії, які за морфолого-фізіологічними і біохімічними ознаками належать до виду P. syringae. За даними серологічних властивостей, RAPD-ПЛР аналізу з праймером ОРА-13 і ДСН-ПААГ профілів білків можна стверджувати, що штами, виділені нами із уражених бактеріозами бур’янів у агрофітоценозі пшениці, належать до P. syringae pv. atrofaciens. Висновки. Домінуючим збудником базального бактеріозу пшениці в Україні є P. syringae pv. atrofaciens, який уражує цю культуру як за інтенсивної, так і за органічної технологій вирощування. Уперше із бур’янів, що росли в посівах пшениці, було ізольовано вірулентні для рослини-хазяїна і рослин пшениці бактерії P. syringae pv. atrofaciens.

Ключові слова


P. syringae pv. atrofaciens; поширення; пшениця; бур’яни

Повний текст:

PDF

Посилання


Duveiller, E., Fucikovsky, L., & Rudolph, K. (Еds.). (1997).The Bacterial Diseases of Wheat: Concepts and Methods of Disease Management. Mexico, D.F.: CIMMYT.

Valencia-Botín, A. J., & Cisneros-López, M. E. (2012). A review of the sudies and interactions of Pseudomonas syringae pathovars on wheat. Int. J. Agron. Article ID 692350, 5 p. Retrieved from https://doi.org/10.1155/2012/692350

Abd-Allah, A. R. A. (2006). Alpha-lipoic acid counteracts the promoted oxidative DNA damage in the liver of septic rats. Saudi Pharm. J., 14(2), 89–99.

Maraite, H., Bragard, С., & Duveiller, Е. (2007). The status of resistance to bacterial diseases of wheat. In Wheat Production in Stressed Environments: proceedings of the 7th International Wheat Conference (pp. 37–50). November 27‒December 2, 2007, Mar del Plata, Argentina.

Pasichnyk, L. A., Patyka, V. P., Khodos, S. F., & Vinnichuk, T. S. (2012). Basal bacteriosis of wheat and influence of agrotechnical methods on its spread. Microbiological Journal, 74(4), 37–44. [in Russian]

Matveeva, Ye. V., Pekhtereva, E. Sh., Polityko, V. A., Ignatov, A. N., Nikolaeva, E. V., & Schaad, N. W. (2003). Distribution and virulence of Pseudomonas syringae pv. atrofaciens, causal agent of basal glume rot, in Russia. Pseudomonas syringae pathovars and related pathogens: Proc. 6th Int. Conf. (pp. 97–105). September 15–19, 2002, Maratea, Italy.

Vassilev, V., Kolev, K., Zaharieva, M., & Sevov, V. (1995). Resistance of Aegilops, maize and wheat genotypes to Pseudomonas syringae pathovars atrofaciens and syringae. Agronomie, 15(1), 25–29. doi: 10.1051/agro:19950103

Al-Sallami, F., Karov, S. P., Vassileva, P., Popova, R., & Vassilev, V. (1997) Pseudomonas syringae pv. atrofaciens associated with fungal black point of wheat (Triticum aestivum L.) grain. In K. Rudolph, T. J. Burr, J. W Mansfield, D. Stead, A. Vivian, & J von Kietzell. (Eds.). Developments in Plant Pathology (Vol. 9: Pseudomonas Syringae Pathovars and Related Pathogens) (pp. 505509). Dordrecht: Springer.

Bazzi, C., Stead, D. E., Alexandrova, M., & Stefani, E. (1997). Identification and classification of fluorescent Pseudomonas species from cereals in Italy. In K. Rudolph, T. J. Burr, J. W Mansfield, D. Stead, A. Vivian, & J von Kietzell. (Eds.). Developments in Plant Pathology (Vol. 9: Pseudomonas Syringae Pathovars and Related Pathogens) (pp. 509–514). Dordrecht: Springer.

Toben, H., Mavridis, A., & Rudolph K. W. E. (1989). Basal glume rot (Pseudomonas syringae pv. atrofaciens) on wheat and barley in FRG and resistance screening of wheat. Bulletin OEPP/EPPO Bulletin, 19(1), 119–125. doi: 10.1111/j.1365-2338.1989.tb00137.x

Wilkie, J. P. (1973). Basal glume rot of wheat in New Zealand. N. Z. J. Agric. Res., 16(1), 155–160. doi: 10.1080/00288233.1973.10421176

Kazempour, M. N., Kheyrgoo, M., Pedramfar, H., & Rahimian, H. (2010). Isolation and identification of bacterial glum blotch and leaf blight on wheat (Triticum aestivum L.) in Iran. Afr. J. Biotechnol., 9(20), 2866–2871. doi: 10.5897/AJB2010.000-3113

Otta, J. D. (1974). Pseudomonas syringae incites a leaf necrosis on spring and winter wheats in South Dakota. Plant Dis. Rep., 58(12), 1061–1064.

Mavridis, A., Meyer, D., Mielke, H., & Steinkampf, G. (1991). Zum Auftreten und zur Schadwirkung der basalen Spelzenfäule beim Sommerweizen. Kali-Briefe (Büntehof), 20, 469–473.

Kotlyarov, V. V. (2008). Bacterial Diseases of Cultivated Plants. Krasnodar: KubGAU. [in Russian]

Lazarev, A. M. (2008). Pseudomonas syringae pv. atrofaciens (McCulloch) Young, Dye & Wilkie – Basal bacteriosis of wheat. In: Afonin, A. N., Grin, S. L., Dzyubenko, N. I., & Frolov, A. N. (Eds). Agroecological Atlas of Russia and Neighboring Countries: Economically Significant Plants, Their Pests, Diseases and Weeds. Retrieved from http://www.agroatlas.ru/en/content/related/Lonicera_edulis/ [in Russian]

Tarkowski, P., & Vereecke, D. (2014). Threats and opportunities of plant pathogenic bacteria. Biotechnol. Adv., 32, 215–229. doi: 10.1016/j.biotechadv.2013.11.001

Hirano, S. S., & Upper, C. D. (2000). Bacteria in the leaf ecosystem with emphasis on Pseudomonas syringae – a pathogen, ice nucleus, and epiphyte. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 64(3), 624–653. doi: 10.1128/MMBR.64.3.624-653.2000

Klement, Z., Rudolf, K., & Sands, D. (Eds.). (1990). Methods in Phytobacteriology. Budapest: Academiai Kiado.

Patyka, V. P., Pasichnyk, L. A., Dankevych, L. A., Moroz, S. M., Butsenko, L. M., Zhytkevych, N. V. et al. (2014). Diagnosis of Pathogenic Bacteria: Methodical Recommendations. V. P. Patyka (Ed.). Kyiv: N.p. [in Ukrainian]

Pastushenko, L. T., & Simonovich, I. D. (1979). Serological groups of phytopathogenic bacteria of the genus Pseudomonas. I. Antigenic affinity within species. Microbiological Journal, 41(3), 222–228. [in Russian]

Pastushenko, L. T., & Simonovich, I. D. (1979). Serological groups of phytopathogenic bacteria of the genus Pseudomonas. II. Antigenic affinity of different species. Microbiological Journal, 41(4), 330–339. [in Russian]

Vancanneyt, M., Torck, U., Dewettinck, D., Vaerewijck, M., & Kersters, K. (1996) Grouping of Pseudomonads by SDS-PAGE of whole-cell proteins. Syst. Appl. Microbiol., 19(4), 556–568. doi: 10.1016/S0723-2020(96)80027-0

Olive, D. M., & Bean, P. (1999). Principles and applications of methods for DNA-based typing of microbial organisms. J. Clin. Microbiol., 37(6), 1661–1669.

Welsh, J., & McClelland, M. (1990). Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers. Nucl. Acids Res., 18(24), 7213–7218. doi: 10.1093/nar/18.24.7213

Momol, M. T., Momol, E. A., Lamboy, W. F., Norelli, J. L., Beer, S. V., & Aldwinckle, H. S. (1997). Characterization of Erwinia amylovora strains using random amplified polymorphic DNA fragments (RAPDs). J. Appl. Microbiol., 82(3), 389–398. doi: 10.1046/j.1365-2672.1997.00377.x

Shane, W. W., & Baumer, J. S. (1987). Population dynamic of Pseudomonas syringae pv. syringae on spring wheat. Phytopathology, 77(10), 1399–1405.

Taghavi, S. M., & Keshavarz, K. (2003). Identification of the causal agent of bacterial wheat blight in Fars and Kohgiluyeh & Boyrahmad provinces and the reaction of certain wheat cultivars to them. J. Sci. Tech. Agr. Nat. Res., 6, 171–180.

Gvozdyak, R. I., Yakovleva, L. M., Pasichnik, L. A., Shcherbina, T. M., & Ogorodnik, L. E. (2005). Bacteria of the genus Pseudomonas on weeds. Microbiological Journal, 67(2), 63–69. [in Russian]

Gvozdyak, R. I., & Yakovleva, L. M. (2007). Pantoea agglomerans – causative agent of wheatgrass (Elytrigia repens) and ryegrass (Arrhenatherum elatius). Microbiological Journal, 69(1), 61–67. [in Russian]


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. The Bacterial Diseases of Wheat: Concepts and Methods of Disease Management / Eds. Duveiller E., Fucikovsky L., Rudolph K. Mexico, D.F.: CIMMYT, 1997. 200 p.

 

2. Valencia-Botín A. J., Cisneros-López M. E. A review of the studies and interactions of Pseudomonas syringae pathovars on wheat. International Journal of Agronomy. 2012. Vol. 2012. Article ID 692350, 5 p. URL: http://dx.doi.org/10.1155/2012/692350

 

3. Abd-Allah A. R. A. Alpha-lipoic acid counteracts the promoted oxidative DNA damage in the liver of septic rats. Saudi Pharmaceutical Journal. 2006. Vol. 14, No. 2. P. 89–99.

 

4. Maraite H., Bragard С., Duveiller Е. The status of resistance to bacterial diseases of wheat. Wheat Production in Stressed Environments : proceedings of the 7th International Wheat Conference, November 27–December 2, 2007, Mar del Plata, Argentina. P. 37–50.

 

5. Пасичник Л. А., Патыка В. Ф., Ходос С. Ф., Винничук Т. С. Базальный бактериоз пшеницы и влияние агротехнических приемов на его распространение. Мікробіологічний журнал. 2012. Т. 74, № 4. С. 37–44.

 

6. Matveeva Ye. V., Pekhtereva E. Sh., Polityko V. A., Ignatov A. N., Nikolaeva E. V., Schaad N. W. Distribution and virulence of Pseudomonas syringae pv. atrofaciens, causal agent of basal glume rot, in Russia. Pseudomonas syringae pathovars and related pathogens : proceedings of the 6th International Conference. (Maratea, Italy, September 15–19, 2002). Dordrecht ; Boston : Kluwer Academic Publishers, 2003. P. 97–105.

 

7. Vassilev V., Kolev K., Zaharieva M., Sevov V. Resistance of Aegilops, maize and wheat genotypes to Pseudomonas syringae pathovars atrofaciens and syringae. Agronomie. 1995. Vol. 15, No. 1. P. 25–29. doi: 10.1051/agro:19950103

 

8. Al-Sallami F., Karov S. P., Vassileva P., Popova R., Vassilev V. Pseudomonas syringae pv. atrofaciens associated with fungal black point of wheat (Triticum aestivum L.) grain. Developments in Plant Pathology. Vol. 9 : Pseudomonas Syringae Pathovars and Related Pathogens / ed. by K. Rudolph, T. J. Burr, J. W. Mansfield, D. Stead, A. Vivian, J. von Kietzell. Dordrecht : Springer, 1997. P. 505–509.

 

9. Bazzi C., Stead D. E., Alexandrova M., Stefani E. Identification and classification of fluorescent Pseudomonas species from cereals in Italy. Developments in Plant Pathology. Vol. 9 : Pseudomonas Syringae Pathovars and Related Pathogens / ed. by K. Rudolph, T. J. Burr, J. W. Mansfield, D. Stead, A. Vivian, J. von Kietzell. Dordrecht : Springer, 1997. P. 509–514.

 

10. Toben H., Mavridis A., Rudolph K. W. E. Basal glume rot (Pseudomonas syringae pv. atrofaciens) on wheat and barley in FRG and resistance screening of wheat. Bulletin OEPP/EPPO Bulletin. 1989. Vol. 19, Iss. 1. P. 119–125. doi: 10.1111/j.1365-2338.1989.tb00137.x

 

11. Wilkie J. P. Basal glume rot of wheat in New Zealand. New Zealand Journal of Agricultural Research. 1973. Vol. 16, Iss. 1. P. 155–160. doi: 10.1080/00288233.1973.10421176

 

12. Kazempour M. N., Kheyrgoo M., Pedramfar H., Rahimian H. Isolation and identification of bacterial glum blotch and leaf blight on wheat (Triticum aestivum L.) in Iran. African Journal of Biotechnology. 2010. Vol. 9, No. 20. P. 2866–2871. doi: 10.5897/AJB2010.000-3113

 

13. Otta J. D. Pseudomonas syringae incites a leaf necrosis on spring and winter wheats in South Dakota. Plant Disease Reporter. 1974. Vol. 58, No. 12. P. 1061–1064.

 

14. Mavridis A., Meyer D., Mielke H., Steinkampf G. Zum Auftreten und zur Schadwirkung der basalen Spelzenfäule beim Sommerweizen. Kali-Briefe (Büntehof). 1991. Vol. 20. P. 469–473.

 

15. Котляров В. В. Бактериальные болезни культурных растений. Краснодар : КубГАУ, 2008. 324 с.

 

16. Лазарев А. М. Pseudomonas syringae pv. atrofaciens (McCulloch) Young, Dye & Wilkie –Базальный бактериоз пшеницы. Агроэкологический атлас России и сопредельных стран: экономически значимые растения, их вредители, болезни и сорные растения [DVD-версия] / под. ред. Афонина А. Н., Грина С. Л., Дзюбенко Н. И, Фролова А. Н. 2008. URL: http://www.agroatlas.ru/en/content/related/Lonicera_edulis/

 

17. Tarkowski P., Vereecke D. Threats and opportunities of plant pathogenic bacteria. Biotechnology Advances. 2014. Vol. 32. P. 215–229. doi: 10.1016/j.biotechadv.2013.11.001

 

18. Hirano S. S., Upper C. D. Bacteria in the leaf ecosystem with emphasis on Pseudomonas syringae – a pathogen, ice nucleus, and epiphyte. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2000. Vol. 64, No. 3. P. 624–653. doi: 10.1128/MMBR.64.3.624-653.2000

 

19. Methods in Phytobacteriology / Eds. Z. Klement, K. Rudolf, D. C. Sands. Budapest : Academiai Kiado, 1990. 568 p.

 

20. Патика В. П., Пасічник Л. А., Данкевич Л. А., Мороз С. М., Буценко Л. М., Житкевич Н. В. та ін. Діагностика фітопатогенних бактерій. Методичні рекомендації / за ред. В. П. Патики. Київ : [б. в.], 2014. 76 с.

 

21. Пастушенко Л. Т., Симонович И. Д. Серологические группы фитопатогенных бактерий рода Pseudomonas. I. Антигенное родство внутри видов. Мікробіологічний журнал. 1979. Т. 41, № 3. С. 222–228.

 

22. Пастушенко Л. Т., Симонович И. Д. Серологические группы фитопатогенных бактерий рода Pseudomonas. II. Антигенное родство разных видов. Мікробіологічний журнал. 1979. Т. 41, № 4. С. 330–339.

 

23. Vancanneyt M., Torck U., Dewettinck D., Vaerewijck M., Kersters K. Grouping of Pseudomonads by SDS-PAGE of whole-cell proteins. Systematic and Applied Microbiology. 1996. Vol. 19, Iss. 4. P. 556–568. doi: 10.1016/S0723-2020(96)80027-0

 

24. Olive D. M., Bean P. Principles and applications of methods for DNA-based typing of microbial organisms. Journal of Clinical Microbiology. 1999. Vol. 37, Iss. 6. P. 1661–1669.

 

25. Welsh J., McClelland M. Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers. Nucleic Acids Research. 1990. Vol. 18, Iss. 24. P. 7213–7218. doi: 10.1093/nar/18.24.7213

 

26. Momol M. T., Momol E. A., Lamboy W. F., Norelli J. L., Beer S. V., Aldwinckle H. S. Characterization of Erwinia amylovora strains using random amplified polymorphic DNA fragments (RAPDs). Journal of Applied Microbiology. 1997. Vol. 82, Iss. 3. P. 389–398. doi: 10.1046/j.1365-2672.1997.00377.x

 

27. Shane W. W., Baumer J. S. Population dynamic of Pseudomonas syringae pv. syringae on spring wheat. Phytopathology. 1987. Vol. 77. No. 10. P. 1399–1405.

 

28. Taghavi S. M., Keshavarz K. Identification of the causal agent of bacterial wheat blight in Fars and Kohgiluyeh & Boyrahmad provinces and the reaction of certain wheat cultivars to them. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. 2003. Vol. 6. P. 171–180.

 

29. Гвоздяк Р. И., Яковлева Л. М., Пасичник Л. А., Щербина Т. М., Огородник Л. Е. Бактерии рода Pseudomonas на сорняках. Мікробіологічний журнал. 2005. Т. 67, № 2. С. 63–69.

 

30. Гвоздяк Р. И., Яковлева Л. М. Pantoea agglomerans – возбудитель болезней пырея ползучего (Elytrigia repens) и райграса высокого (Arrhenatherum elatius). Мікробіологічний журнал. 2007. Т. 69, № 1. С. 61–67.





ISSN 2518-7910