БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ
 
КАК ПОДАТЬ РУКОПИСЬ
 
КАРТА САЙТА
НА ГЛАВНУЮ

 

 

 

 

doi: 10.15389/agrobiology.2022.1.131rus

УДК 579.64:632.4.01/.08

Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта РФФИ № 19-04-00642 А.

 

ПЕРВОЕ ВЫЯВЛЕНИЕ ГРИБА Fusarium coffeatum НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Л.П. МИНАЕВА1, Л.В. САМОХВАЛОВА2, С.К. ЗАВРИЕВ2,
А.А. СТАХЕЕВ2

Согласно данным Росстата, доля зерновых и зернобобовых культур в структуре сельскохозяйственного производства в России в 2014-2018 годах колебалась от 17,2 до 20,2 %, а их валовые сборы в тот же период — от 105,2 до 135,5 млн т. При этом острой остается проблема заражения зерна и продуктов его переработки фитопатогенами различной природы, в том числе токсигенными грибами рода Fusarium. В комплексе мер по противодействию распространения фузариозной инфекции важнейшую роль играет оценка видового состава грибов, поражающих сельскохозяйственные культуры в разных регионах. Для надежной видовой идентификации широко используется комплексный подход, включающий, помимо традиционных микробиологических методов, анализ нуклеотидных последовательностей маркерных генов и их сравнение со стандартными последовательностями, представленными в базах данных. Настоящая работа посвящена описанию изолята гриба рода Fusarium (штамм ION-3/4), выделенного из зерна пшеницы в Тульской области Российской Федерации (2014 год). Выделение и очистку ДНК из мицелия исследуемого изолята и референтных культур видов Fusarium equiseti и F. graminearum проводили с использованием набора DNAeasy® Plant Pro Kit («Qiagen», Германия). Секвенирование маркерных фрагментов генов фактора элонгации трансляции 1 альфа (TEF1a, размер фрагмента 587 п.н.) и субъединицы РНК-полимеразы II (RPB2, размер фрагмента 689 п.н.) проводили модифицированным методом Сэнгера с использованием флуоресцентной метки на автоматическом секвенаторе ABI PRISM 3730 («Applied Biosystems», США). Для анализа расшифрованных нуклеотидных последовательностей генов TEF1aи RPB2 использовали алгоритм BLAST (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi). Филогенетический анализ и построение филогенетических деревьев выполняли в программе MEGA-X (https://www.megasoftware.net/) с использованием метода максимального правдоподобия и двухпараметрической модели Кимуры. Макроморфологические характеристики изолята изучали при культивировании на специальных питательных средах, микроморфологические структуры оценивали с использованием микроскопа Olympus CX33 («Olympus Corporation», Япония). Совокупность полученных данных позволила охарактеризовать штамм ION-3/4 как представителя вида Fusariumcoffeatum, недавно выделенного в качестве отдельной таксономической группы, входящей в состав комплекса видов F. incarnatum-equiseti . Филогенетически исследуемый изолят (штамм ION-3/4) формирует отдельную группу с типовым штаммом F. coffeatum 635.76. Ключевые морфологические характеристики (тип мицелия, форма и размер конидий, строение моно- и полифиалид) также соответствовали описанию характерных признаков этого вида. Поскольку вид F. coffeatum входит в комплекс видов F. incarnatum-equiseti, включающий возбудителей болезней растений, многие из которых способны к синтезу микотоксинов, то он также может рассматриваться как потенциальный фитопатоген, требующий пристального внимания и дальнейшего изучения.

Ключевые слова: Fusarium coffeatum, комплекс видов Fusariumin carnatum-equiseti, филогенетический анализ, ДНК-маркеры, морфология.

 

 

FIRST DETECTION OF FUNGUS Fusarium coffeatum IN THE TERRITORY OF THE RUSSIAN FEDERATION

L.P. Minaeva1, L.V. Samokhvalova2, S.K. Zavriev2, A.A. Stakheev2

According to the data of Rosstat, сereals and pulses took 17.2-20.2 % of agricultural production in Russia in 2014-2018, and their gross harvest in the same period was from 105.2 to 135.5 million tons. At the same time, the problem of contamination of grain and grain products by plant pathogens of different nature, including toxigenic Fusarium fungi, is still actual. Estimation of composition of species, affecting agricultural crops in different regions, is one on the key measures against Fusarium-induced infections spread. A complex investigation, which includes both traditional microbiological procedures and analysis of nucleotide sequences of marker genes followed by their comparison with reference ones from GenBank database, has been widely used for species-specific identification. This work is devoted to the description of the fungus of the genus Fusarium strain ION-3/4, isolated from wheat grain in Tula region of the Russian Federation (2014). DNA extraction and purification were performed by DNAeasy® Plant Pro Kit (Qiagen, Germany). Sanger sequencing of marker fragments of translation elongation factor 1 alpha (TEF1a, fragment size 587 b.p.) and RNA polymerase II subunit gene (RPB2, fragment size 689 b.p.) was carried out on an automated sequencer ABI PRISM 3730 (Applied Biosystems, USA). To analyze TEF1a and RPB2 sequences, BLAST algorithm was used (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi). Phylogenetic analysis and phylogenetic tree constructions were performed by MEGA-X software (https://www.megasoftware.net/) using maximum likelihood method and Kimura two-parameter model. Macromorphological characteristics of the isolate were studied on several culture media, micromorphology was studied using an Olympus CX33 microscope (Olympus Corporation, Japan). Complex of the results made it possible to identify the isolate — strain ION-3/4 as recently described Fusarium coffeatum species, belonging to the F. incarnatum-equiseti species complex. Phylogenetically the isolate (strain ION-3/4) formed a separate group with ex-type F. coffeatum strain 635.76. Key morphological characters (mycelium type, conidia shape and size, structure of mono- and polyphialides) also corresponded to the typical features of this species. As F. coffeatum is a member of F. incarnatum-equiseti species complex, which includes plant pathogens and mycotoxin producers, this species also can be considered as a potential cause of plant diseases and needs serious attention and further investigations. 

Keywords: Fusarium coffeatum, Fusarium incarnatum-equiseti species complex, phylogenetic analysis, DNA-markers, morphology.

 

1ФГБУН ФИЦ питания и биотехнологии,
109240 Россия, г. Москва, Устьинский проезд, 2/14,
e-mail: liuminaeva-ion@mail.ru;
2ФГБУН Институт биоорганической химии
им. академиков М.М. Шемякина
и Ю.А. Овчинникова РАН,

117997 Россия, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10,
e-mail: samokhlar@mail.ru, szavriev@ibch.ru, stakheev.aa@gmail.com

Поступила в редакцию
22 декабря 2021 года

 

назад в начало

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Полный текст PDF

Полный текст HTML