doi: 10.15389/agrobiology.2017.1.95rus
УДК 635.21:573.6.086.83:[632.935.11+632.934.3
Статья подготовлена при поддержке Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы. Завершающий этап работы выполнен при частичной поддержке КЦП РФ «Научное обеспечение деятельности по созданию отечественного посевного фонда, средств защиты растений в целях производства российскими производителями конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции, а также по созданию технологий производства (выращивания) и хранения такой продукции на 2016-2025 годы» (по приоритетному направлению «Картофелеводство»).
ОЗДОРОВЛЕНИЕ МИКРОРАСТЕНИЙ ТРЕХ КУЛЬТУРНЫХ
ВИДОВ КАРТОФЕЛЯ (Solanum tuberosum L., S. phureja Juz. & Buk. И
S. stenotomum Juz. & Buk.) ОТ ВИРУСОВ МЕТОДОМ
КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕРМО-ХИМИОТЕРАПИИ
О.Ю. АНТОНОВА, О.В. АПАЛИКОВА, Ю.В. УХАТОВА, Е.А. КРЫЛОВА,
О.Ю. ШУВАЛОВ, А.Р. ШУВАЛОВА, Т.А. ГАВРИЛЕНКО
Коллекция картофеля, собранная во Всероссийском институте генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР), — одна из крупнейших и старейших в мире. Коллекционные образцы, которые в процессе хранения длительно репродуцируют клубнями, могут накапливать вирусные инфекции, поэтому разработка эффективных методов оздоровления растений картофеля крайне актуальна. Взяв за основу протоколы термо- и химиотерапии, а также комплексной терапии, используемые в ведущих генбанках картофеля (Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research — IPK, Германия; International Potato Centre — CIP, Перу), мы разработали модифицированный метод комбинированной терапии, включающий три последовательных цикла выращивания in vitro растений на среде Мурасиге и Скуга (MS) с рибавирином (30 мг/л) при температуре 37 °С в течение 4 нед. В промежутках между этими циклами микрорастения в течение 2 сут выдерживались при температуре 26 °С на той же среде с рибавирином. В качестве материала исследований использовали 91 клон 85 образцов трех южно-американских культурных видов из полевой коллекции ВИР: Solanumphureja — 18 образцов, S. stenotomum — 26 образцов, S. tuberosum(S. tuberosum ssp. andigenum и S. tuberosumssp.tuberosum) — 41 образец. Согласно результатам иммуноферментного анализа (ИФА) исходных растений и тестирования микрорастений, полученных после введения в культуру in vitro тех же клонов, в ОТ-ПЦР (ПЦР с обратной транскрипцией), материал был в разной степени поражен вирусами (Y-, X-, S-, M-вирус картофеля и вирус скручивания листьев картофеля — соответственно YВК, XВК, SВК, MВК и ВСЛК). При этом у 25,3 % клонов выявили простые инфекции, у остальных — смешанные (растения были заражены несколькими вирусами одновременно в различных сочетаниях). При сравнении результатов ОТ-ПЦР-анализа до и после проведения разработанной процедуры комбинированной термо-химиотерапии по каждому клону эффективность оздоровления от ВСЛК в целом по выборке (91 клон) составила 72,7 %, от YВК — 71,4 %, от MВК — 63,9 % и от SВК — 57,4 %. Всего 42 клона (46 %) оказались полностью свободными от тестируемых вирусов, у 44 % клонов произошла элиминация отдельных вирусов и 10 % клонов не удалось оздоровить. Различия в эффективности оздоровления растений от каждого из тестируемых вирусов не были значимыми (р > 0,05). Существенных различий между образцами изученных культурных видов картофеля по частоте элиминации вирусов мы также не обнаружили. Предложенная модификация отличается от протоколов IPK (Германия) одновременным воздействием повышенной температуры (37 °С) и рибавирина (вместо их последовательного применения), а от схемы, используемой в CIP (Перу), — меньшим числом этапов.
Ключевые слова: картофель, Solanum tuberosum, Solanum phureja, Solanum stenotomum, микрорастения, вирусы, PVY, PVX, PVS, PVM, PLRV, оздоровление, ОТ-ПЦР, термотерапия, химиотерапия.
O.Yu. Antonova, O.V. Apalikova, Yu.V. Ukhatova, E.A. Krylova,
O.Yu. Shuvalov,
A.R. Shuvalova, T.A. Gavrilenko
A modified method of combined chemo-thermotherapy for eradication the most damaging viruses in potato plants is proposed. The materials for study included 91 clones of 85 accessions of three South-American cultivated species Solanum phureja (18 accessions), S. stenotomum (26 accessions), S. tuberosum (S. tuberosum ssp. andigenum and S. tuberosum ssp. tuberosum) (41 accessions) from the VIR field collection (N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources). The results of ELISA for 91 clones from the field collection and RT-PCR analysis of the corresponding microplants, when introducing clones into in vitro culture, have shown that all material was infected by viruses (potato viruses Y, X, S, M and potato leafroll virus — PVY, PVX, PVS, PVM and PLRV) to varying degrees. Single infections were detected in 25.3 % of the 91 clones, and the remaining clones were multi-infected and contained several viruses in various combinations. Based on the termo- and chemotherapy protocols as well as complex therapy used in leading potato genebanks (Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research — IPK, Germany; International Potato Centre — CIP, Peru), we have developed a modified method of combined therapy comprising three successive cycles of in vitro plant cultivation on Murashige and Skoog basal medium (MS) supplemented with ribavirin (30 mg/l) at 37 °С during 4 weeks. Between the cycles, the microplants were incubated for 2 days at 26 °С on the same medium with ribavirin. Each clone was tested for the presence of viruses by RT (revers transcription) PCR before and after the combined thermo-chemotherapy. In RT-PCR, 42 clones (46 %) were completely free from tested viruses, 44 % were free from some viruses, and 10 % of the clones were unable to improve. On the whole of 91 clones, PLRV was eliminated from 72.7 %, PVY from 71.4 %, PVM from 63.9 % and PVS from 57.4 % of microplants. Differences in elimination frequency between the viruses were not significant (р > 0.05). Also, there were no significant differences in elimination of different viruses between the accessions of different cultivated species. The difference of this modification from IPK protocols (Germany) lays in simultaneous effect of high temperature (37 °C) and ribavirin (instead of sequential application), and, unlike the CIP (Peru) scheme, it comprises less steps.
Keywords: potatoes, Solanum tuberosum, Solanum phureja, Solanum stenotomum, microplants, PVY, PVX, PVS, PVM, PLRV, virus eradication, RT-PCR, thermotherapy, chemotherapy.
ФГБНУ ФИЦ Всероссийский институт |
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
