izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2024-1-41-52izvestiiatimacad-531Research ArticleЗЕМЛЕДЕЛИЕ, РАСТЕНИЕВОДСТВО, ЗАЩИТА РАСТЕНИЙAGRONOMY, CROP PRODUCTION, PLANT PROTECTIONВыявление возбудителя бактериального ожога сои Pseudomonas savastanoi pv. Glycinea в семенах методом ПЦРDetection of the soybean bacterial blight pathogen Pseudomonas savastanoi pv. Glycinea in seeds by the PCR methodhttps://orcid.org/0000-0002-3235-8467ТаракановР. И.TarakanovR. I.

Тараканов Рашит Ислямович, аспирант кафедры защиты растений

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49

 

Rashit I. Tarakanov, assistant at the Department of Plant Protection

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127550

r.tarakanov@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1047-0105ИгнатьеваИ. М.Ignat’evaI. M.

Игнатьева Ирина Михайловна, научный сотрудник, заведующий лабораторией бактериологии и анализа ГМО, ИЛЦ

140150, Московская область, г.о Раменский, р.п. Быково, ул. Пограничная, д. 32

Irina M. Ignat’eva, Research Associate, Bacteriology Laboratory

32 Pogranichnaya St., Bykovo Vlg., Ramenskiy Urban District, Moscow Region, 140150

babiraignirmi@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8564-8142БелошапкинаО. О.BeloshapkinaО. О.

Белошапкина Ольга Олеговна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры защиты растений

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49

Olga O. Beloshapkina, DSc (Agr), Prosessor, Prosessor at the Department of Plant Protection

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127550

beloshapkina@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6128-1948ЧебаненкоС. И.ChebanenkoS. I.

Чебаненко Светлана Ивановна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры защиты растений

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49

Svetlana I. Chebanenko, CSc (Agr), Associate Prosessor, Associate Prosessor at the Department of Plant Protection

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127550

svchebanenko@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5016-225XКаратаеваО. Г.KaratayevaО. G.

Каратаева Оксана Григорьевна, кандидат экономических наук, доцент, доцент педагогики и психологии профессионального образования

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49

Oksana G. Karatayeva, CSc (Econ), Associate Prosessor, Associate Prosessor at the Department of Pedagogy and Psychology of Professional Education

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127550

okarataeva@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5014-8375ДжалиловФ. С.DzhalilovF. S.-U.

Джалилов Февзи Сеид-Умерович, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой защиты растений

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49

Fevzi S.-U. Dzhalilov, DSc (Bio), Prosessor, Head of the Department of Plant Protection

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127550

dzhalilov@rgau-msha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationВсероссийский центр карантина растенийРоссияAll-Russian Plant Quarantine CentreRussian Federation202414022024114152Copyright © Тараканов Р.И., Игнатьева И.М., Белошапкина О.О., Чебаненко С.И., Каратаева О.Г., Джалилов Ф.С., 20242024Тараканов Р.И., Игнатьева И.М., Белошапкина О.О., Чебаненко С.И., Каратаева О.Г., Джалилов Ф.С.Tarakanov R.I., Ignat’eva I.M., Beloshapkina О.О., Chebanenko S.I., Karatayeva О.G., Dzhalilov F.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/531

В статье описано применение метода классической ПЦР для диагностики возбудителя бактериального ожога сои Pseudomonas savastanoi pv. glycinea в семенах. Изучены 2 метода выделения патогена из инфицированных семян сои, 5 методов выделения ДНК и 2 мастер-микса для приготовления реакционной смеси. Использование тестсистемы на основе ПЦР с олигонуклеотидами, специфичными на ген коронафакат-лигазы (cfl), позволило диагностировать возбудителя бактериального ожога сои в семенах при концентрации 2 × 103 КОЕ/мл. Аналитическая специфичность протокола составила 97,4% из 37 протестированных близкородственных и других бактерий. Показано, что выход продукта (площадь пика ампликона) был максимальным (645,0 ед.) при выделении ДНК при помощи набора Проба-ГС, использовании мастер-микса 5x MasDDTaqMIX‑2025 и праймеров PsgFOR‑1 и PsgREV‑2 по 10 пМ на реакцию (25 мкл).

This article describes the application of the classical PCR method for the diagnosis of the soybean bacterial blight pathogen Pseudomonas savastanoi pv. glycinea in seeds. Two methods for pathogen isolation from infected soybean seeds, five methods for DNA extraction and two master mixes for preparation of reaction mixture were investigated. The use of a PCR-based test system with oligonucleotides specific for the coronaphacate ligase (cfl) gene allowed the diagnosis of the soybean bacterial blight pathogen in seeds at a concentration of 2 × 103 CFU/ml. The analytical sensitivity of the protocol was 97.4% of 37 closely related and other bacteria tested. Product yield (amplicon peak area) was shown to be highest (645.0 units) when DNA was isolated using the Proba-GS kit, the master mix 5x MasDDDTaqMIX-2025 and the primers PsgFOR-1 and PsgREV-2 were used at 10 pM per reaction (25 μL).

соябактериальный ожог соиPseudomonas savastanoi pv. glycineaфитоэкспертиза семянПЦРsoybeansoybean bacterial blightPseudomonas savastanoi pv. glycineaphytosanitary seed diagnosticsPCRReferencesПосевные площади, валовые сборы и урожайность сельскохозяйственных культур в Российской Федерации в 2022 году: Бюллетень / Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. – [Электронный ресурс]. – URL: https://mcx.gov.ru/ (дата обращения: 09.01.2024).Bulletin “Sown areas, gross yields and crop yields in the Russian Federation in 2022”. Ministry of Agriculture of the Russian Federation [Electronic source]. URL: https://mcx.gov.ru/ (access date: 09.01.2024) (In Russ.)Bradley C.A., Allen T.W., Sisson A.J., Bergstrom G.C., Bissonnette K.M. et al. Soybean Yield Loss Estimates Due to Diseases in the United States and Ontario, Canada, from 2015 to 2019 // Plant Health Progress. – 2021. – № 4. – Pр. 483–495.Bradley C.A., Allen T.W., Sisson A.J., Bergstrom G.C., Bissonnette K.M. et.al. Soybean Yield Loss Estimates Due to Diseases in the United States and Ontario, Canada, from 2015 to 2019. Plant Health Progress. 2021;4:483–495.Koenning S.R., Wrather J.A. Suppression of soybean yield potential in the continental United States by plant diseases from 2006 to 2009 // Plant Health Progress – 2010. – № 11 (1). – P. 5.Koenning S.R., Wrather J.A. Suppression of soybean yield potential in the continental United States by plant diseases from 2006 to 2009. Plant Health Progress. 2010;11(1):5.Wrather J.A., Chambers A.Y., Fox J.A., Moore W.F., Sciumbato G.L. Soybean disease loss estimates for the southern United States, 1974 to 1994 // Plant Disease. – 1995. – Vol. 79. – Pр. 1076–1079.Wrather J.A., Chambers A.Y., Fox J.A., Moore W.F., Sciumbato G.L. Soybean disease loss estimates for the southern United States, 1974 to 1994. Plant Disease. 1995;79:1076–1079.Ignjatov M., Milošević M., Nikolić Z., Vujaković M., Petrović D. Characterization of Pseudomonas Savastanoi Pv. Glycinea Isolates from Vojvodina // Phytopathol. Pol. – 2007. – Vol. 45. – Pр. 43–54.Ignjatov M., Milošević M., Nikolić Z., Vujaković M., Petrović D. Characterization of Pseudomonas Savastanoi Pv. Glycinea Isolates from Vojvodina. Phytopathol. Pol. 2007;45:43–54.Jagtap D. Bio-efficacy of different antibacterial antibiotic, plant extracts and bioagents against bacterial blight of soybean caused by Pseudomonas savastanoi pv. glycinea // Scientific Journal of Microbiology. – 2012. – № 1 (1). – Pр. 1–9.Jagtap D. Bio-efficacy of different antibacterial antibiotic, plant extracts and bioagents against bacterial blight of soybean caused by Pseudomonas savastanoi pv. glycinea. Scientific Journal of Microbiology. 2012;1(1):1–9.Тараканов Р.И., Игнатов А.Н., Джалилов Ф.С. Выделение бактериофагов Pseudomonas savastanoi pv. glycinea и их использование в защите сои от бактериального ожога // Известия ТСХА. – 2020. – № 4. – С. 43–53.Tarakanov R.I., Ignatov A.N., Dzhalilov F.S. Isolation of specific bacteriophages – Pseudomonas savastanoi pv. glycinea – and their use in soybean bacterial blight control. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy (TAA). 2020;(4):43–53. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/0021-342X-2020-4-43-53Масленникова В.С., Цветкова В.П., Бедарева Е.В., Круговых А.А. Эффективность обработки семян сои биопрепаратом в условиях Западной Сибири // Аграрная наука 2022: Материалы Всероссийской конференции молодых исследователей, Москва, 22–24 ноября 2022 г. – М.: Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева, 2022. – С. 60–63.Maslennikova V.S., Cvetkova V.P., Bedareva E.V., Krugovyh A.A. Efficiency of soybean seed treatment with biopreparation in Western Siberia. Agrarnaya nauka – 2022: Proceedings of the All-Russian Conference of Young Researchers, Moscow, November 22–24, 2022. Moscow, Russia: Russian State Agrarian University-Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, 2022:60–63. (In Russ.)Игнатьева И.М., Каримова Е.В. Изучение бактериозов возбудителей болезней зернобобовых культур и разработка методов их диагностики // Современные подходы и методы в защите растений: Сборник материалов конференции, г. Екатеринбург, 12–14 ноября 2018 г. – Екатеринбург, 2018. – С. 194–198.Ignat’eva I.M., Karimova E.V. Study of bacteriosis pathogens of grain legume crops and the development of methods for their diagnosis. Sovremennye podkhody i metody v zashchite rasteniy: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference With International Participation, Ekaterinburg, November 12–14, 2018. Ekaterinburg, Russia: Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, 2018:194–198. (In Russ.)Shepherd L.M., Block C.C. Detection of Pseudomonas savastanoi pv. glycinea in soybean seeds. In: M. Fatmi, R.R. Walcott And N.W. Schaad, eds. Detection of plant-pathogenic bacteria in seed and other planting material 2nd ed. St. Paul: The American Phytopathological Society, chap. 13. – 2017.Shepherd L.M., Block C.C. Detection of Pseudomonas savastanoi pv. glycinea in soybean seeds. In: M. Fatmi,R.R. Walcott andN.W. Schaad, eds.Detection of plant-pathogenic bacteria in seed and other planting material, 2nd ed. St. Paul: The American Phytopathological Society, 2017.Ciampi-Guillardi M., Ramiro J., Moraes M.H.D., Barbieri M.C.G., Massola Junior N.S. Multiplex qPCR assay for direct detection and quantification of Colletotrichum truncatum, Corynespora cassiicola, and Sclerotinia sclerotiorum in soybean seeds // Plant Disease. – 2020. – Vol. 104, № 11. – Pр. 3002–3009.Ciampi-Guillardi M., Ramiro J., Moraes M.H.D., Barbieri M.C.G., Massola Junior N.S. Multiplex qPCR assay for direct detection and quantification of Colletotrichum truncatum, Corynespora cassiicola, and Sclerotinia sclerotiorum in soybean seeds. Plant Disease. 2020;104(11):3002–3009.Bereswill S., Bugert P., Völksch B., Ullrich M., Bender C.L., Geider K. Identification and relatedness of coronatine-producing Pseudomonas syringae pathovars by PCR analysis and sequence determination of the amplification products // Appl Environ Microbiol. – 1994. – № 60 (8). – Pр. 2924–2930.Bereswill S., Bugert P., Völksch B., Ullrich M., Bender C.L., Geider K. Identification and relatedness of coronatine-producing Pseudomonas syringae pathovars by PCR analysis and sequence determination of the amplification products. Appl Environ Microbiol. 1994;60(8):2924–2930.Tarakanov R., Shagdarova B., Varlamov V. Dzhalilov, F. Biocidal and resistance-inducing effects of chitosan on phytopathogens // E3S Web Conf. – 2021. – № 254. – P. 05007.Tarakanov R., Shagdarova B., Varlamov V. Dzhalilov, F. Biocidal and resistance-inducing effects of chitosan on phytopathogens. E3S Web Conf. 2021;254:05007.Rooney W., Laird J., Chowdhury M., MacIntosh C., Deng X., McBride P., Milner J. Pseudomonas Syringae Seed Infections. – [Электронный ресурс]. – URL: https://www.protocols.io/view/pseudomonas-syringae-seed-infections-ewov18beygr2/v1 (дата обращения: 09.01.2024).Rooney W., Laird J., Chowdhury M., MacIntosh C., Deng X., McBride P., Milner J. Pseudomonas Syringae Seed Infections [Electronic source]. URL: https://www. protocols.io/view/pseudomonas-syringae-seed-infections-ewov18beygr2/v1 (access date: 09.01.2024)EPPO. Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens. OEPP⁄EPPO Bull. – 2011. – № 41.Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens. EPPO Global Database. 2011;41. URL: https://gd.eppo.int/taxon/CORBFL/datasheetJavan mard A., Khaledi K., Asadzadeh N., Solimanifarjam A.R. Detection of polymorphisms in the bovine leptin (LEP) gene: association of single nucleotide polymorphism with breeding value of milk traits in Iranian Holstein Cattle // Journal of Molecular Genetics. – 2010. – № 2. – Pр. 10–14.Javan mard A., Khaledi K., Asadzadeh N., Solimanifarjam A.R. Detection of polymorphisms in the bovine leptin (LEP) gene: association of single nucleotide polymorphism with breeding value of milk traits in Iranian Holstein Cattle. Journal of Molecular Genetics. 2010;2:10–14.Tsygankova S.V.,Ignatov A.N., Boulygina E.S.,Kuznetsov B.B.,Korotkov E.V. Genetic intraspecies relationships in Xanthomonas campestris pv. campestris revealed by novel rep-PCR primers // European J. Plant Pathol. – 2004. – № 1 (10). – Pр. 845–853.Tsygankova S.V., Ignatov A.N., Boulygina E.S., Kuznetsov B.B., Korotkov E.V. Genetic intraspecies relationships in Xanthomonas campestris pv. campestris revealed by novel rep-PCR primers. European J. Plant Pathol. 2004;1(10):845–853.Rueden C.T., Schindelin J., Hiner M.C., DeZonia B.E., Walter A.E., Arena E.T., Eliceiri K.W. ImageJ2: ImageJ for the next generation of scientific image data // BMC Bioinformatics. – 2017. – Vol. 29, № 18 (1). – P. 529.Rueden C.T., Schindelin J., Hiner M.C., DeZonia B.E., Walter A.E., Arena E.T., Eliceiri K.W. ImageJ2: ImageJ for the next generation of scientific image data. BMC Bioinformatics. 2017;18:529. https://doi.org/10.1186/s12859-017-1934-z

The authors declare that there are no conflicts of interest present.