Разобраться в причинах «черной ножки» и мягкой гнили клубней специалистам помогли технология секвенирования геномов нового поколения и биохимические тесты. Они однозначно указали на присутствие в пораженных растениях сразу нескольких штаммов патогенной бактерии, которая прежде не встречалась в Российской Федерации.
В исследовании авторы сосредоточились на изолятах Pectobacterium punjabense, собранных из больных клубней картофеля в России в 2021 году. Для определения геномного разнообразия патогена и биохимических характеристик выделенных бактерий ученые использовали полногеномное секвенирование. Это первый отчет об обнаружении патогенного для картофеля вида P. punjabense в России.
По словам исследователей, черная ножка картофеля, или некроз прикорневой части стеблей, и связанная с ней мягкая гниль клубней относятся к числу наиболее опасных бактериальных заболеваний, приводящих к значительным экономическим потерям как в процессе выращивания, так и в период послеуборочного хранения.
Возбудители этих заболеваний принадлежат к семейству Enterobacteriaceae, в которое входят различные виды пектолитических бактерий из родов Dickeya и Pectobacterium. Последние в настоящее время включают 17 описанных видов. Их разнообразие, пластичность и способность выживать даже в суровых условиях, паразитируя на многих альтернативных хозяевах, вызывают широкое распространение и патогенность возбудителей. В связи с этим исследования, направленные на мониторинг и контроль распространения этих высокопатогенных микроорганизмов, особенно актуальны.
«Появление технологий NGS — секвенирования нового поколения — способствовало значительному расширению понимания геномики бактерий, включая род Pectobacterium. Стало очевидно, что этот род очень разнообразен, а анализ NGS облегчил идентификацию штаммов в коллекциях культур и позволил описать несколько новых видов пектобактерий, например, вид P. punjabense. В настоящее время P. punjabense, возможно, является одним из наименее изученных видов рода Pectobacterium, патогенных для картофеля», — рассказала аспирантка кафедры защиты растений РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева Анна Васильева.
Авторы работы изучили три штамма P. punjabense, выделенные в 2021 году из клубней картофеля с симптомами мягкой гнили. Зараженные овощи были обнаружены в Кемеровской и Московской областях. Исследование включало характеристику геномного разнообразия, полученную на основе результатов полногеномного секвенирования.
Ученые провели биохимические тесты и подтвердили способность штаммов вызывать симптомы черной ножки и мягкой гнили на картофеле. Оценивались особенности накопления биомассы патогена при культивировании в жидкой питательной среде при разных температурах. Для высокочувствительной и специфичной характеристики штаммов P. punjabense разработали специальный анализ, который в дальнейшем может использоваться в диагностических системах.
«Обнаружение P. punjabiense на территории России расширило наше представление о масштабах распространения патогена. Следовательно, разработка эффективной системы ПЦР-диагностики, представленная в нашем исследовании, необходима для мониторинга распространения данного возбудителя», — добавил заведующий кафедрой защиты растений РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева, профессор Февзи Джалилов.
Исследование прошло по проекту НЦМУ «Агротехнологии будущего». Его результаты опубликованы в журнале Plants из базы данных Scopus.
РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева — участник программы «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».
