Новый вид бактерий, поражающих картофель, обнаружили российские ученые

Своевременное выявление и исследование распространения новых видов пектобактерий, патогенных для сельскохозяйственных растений, имеет важное значение для мониторинга заболеваний, совершенствования их диагностики и предотвращения распространения в регионах выращивания картофеля. Коллектив авторов, среди которых были сотрудники кафедры защиты растений Тимирязевской академии, провели исследование патогенов, вызывающих черную ножку и мягкую гниль картофеля. Работа велась ими в рамках реализации проекта НЦМУ «Агротехнологии будущего». Результаты опубликованы в журнале Plants, научная статья прошла индексацию в базе данных Scopus.

Черная ножка картофеля (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 данных 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 необходимы.

"Появление технологий NGS (секвенирование 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. 

Ученые изучили три штамма P. punjabense, выделенных 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. Были проведены биохимические тесты, подтверждена 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 был разработан специальный анализ, который в дальнейшем может использоваться в диагностических системах. 

"Из-за высокого генетического разнообразия возбудителей черной ножки картофеля контролировать распространение этих патогенов возможно только за счет постоянного изучения новых видов, с последующим совершенствованием методов диагностики, на основе данных филогенетического анализа. Биохимические характеристики штаммов, определенные с помощью панели API 20E, в целом соответствовали характеристикам Pectobacterium spp., за исключением неспособности P. punjabense окислять маннит и его способности окислять мелибиозу. Эти результаты могут представлять научный интерес для характеристики и сравнения различных штаммов P. punjabense. Обнаружение P. punjabiense на территории Российской Федерации расширило наше представление о масштабах распространения патогена. Следовательно, разработка эффективной системы ПЦР-диагностики в реальном времени описанной в нашей статье, необходима для мониторинга распространения данного возбудителя" - добавил заведующий кафедрой защиты растений РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Февзи Джалилов.

Стоит отметить, что проделанная работа – это первый отчет об обнаружении патогенного для картофеля вида P. punjabense в Российской Федерации.

* НЦМУ «Агротехнологии будущего» создан в формате консорциума в рамках национального проекта «Наука и университеты». Головной организацией является ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, а инициатором создания центра – ее ректор Академик РАН, профессор Владимир Иванович Трухачев. НЦМУ «Агротехнологии будущего» входит в перечень научных центров мирового уровня (утвержден на основании распоряжения Правительства Российской Федерации от 24 октября 2020 года № 2744-р.), выполняющих исследования и разработки по приоритетам научно-технологического развития Российской Федерации.  

Материал предоставлен пресс-службой НЦМУ «Агротехнологии будущего»