Первое сообщение о Cephalotrichum asperulum как патогене картофеля в России

При проведении фитосанитарной экспертизы в партии хранящегося картофеля сорта Жуковский ранний в Орловской области России обнаружены клубни с признаками поражений в виде локального потемнения мякоти без ее явного размягчения и коремии гриба на поверхности. Проведено выделение в чистую культуру патогена, и у выделенного изолята описаны морфологические особенности структур конидиального спороношения; приведены усредненные размеры вегетативного мицелия, конидий, конидиеносцев и коремий. Проверка патогенности изолята на листьях и ломтиках клубней показала наличие симптомов в виде локальных хлорозов и некрозов. Последующая идентификация изолята методами ПЦР и секвенирования показала, что анализируемый изолят наиболее близок к роду Cephalotrichum, виду C. asperulum. Полученная последовательность была депонирована в GenBank (регистрационный № ON364353). Несмотря на то, что выделенные грибы упоминаются в литературе как эндофитные, в данных исследованиях приоритетно показано их паразитическое воздействие на растение картофеля с определенной симптоматикой. Предположительно это первое сообщение о том, что C. asperulum вызывает локальный некроз листьев и клубней картофеля при хранении в России.

1. FAOSTAT. Food Balance Sheet. Available online. – URL: http://www.fao.org/faostat/en/#data/FBS (accessed: on 2 Jule 2022).

2. Voronina M.V., Lukianova A.A., Shneider M.M., Korzhenkov A.A., Toschakov S.V., Miroshnikov K.A., Vasiliev D.M. and Ignatov A.N. First Report of Pectobacterium Polaris Causing Soft Rot and Blackleg of Potato in Russia // Plant. – Dis. 2021. – № 105. – С. 6. https://doi.org/10.1094/PDIS-09–20–1864-PDN.

3. Voronina M.V., Kabanova A.P., Shneider M.M., Korzhenkov A.A., Toschakov S.V., Miroshnikov K.K., Miroshnikov K.A. and Ignatov A.N. First Report of Pectobacterium Carotovorum Subsp. Brasiliense Causing Blackleg and Stem Rot Disease of Potato in Russia // Plant Dis. – 2019. – № 103. – С. 2. https://doi.org/10.1094/PDIS-03–18–0456-PDN.

4. Ignatov A.N., Spechenkova N.A., Taliansky M. and Kornev K.P. First Report of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis Infecting Potato in Russia // Plant Dis. – 2019. – № 103 (1). https://doi.org/10.1094/PDIS-04–18–0691-PDN.

5. Belov G.L., Belosokhov A.F., Kutuzova I.A., Statsyuk N.V., Chudinova E.M., Alexandrova A.V., Kokaeva L.Y., Elansky S.N. Colletotrichum Coccodes in Potato and Tomato Leaves in Russia // J Plant Dis Prot. – 2018. – № 125. – Рр. 311–317. https://doi.org/10.1007/s41348–017–0138–0.

6. Chudinova E.M. and Elansky S.N. First report of Septotinia populiperda on potato tubers in Russia // J Plant Pathol. – 2021. – № 103. – Р. 665. http://dx.doi.org/10.1007/s42161–021–00751–2.

7. Girsova N., Bottner K.D., Mozhaeva K.A., Kastalyeva T.B., Owens R.A. and Lee I. – M. Molecular Detection and Identification of Group 16SrI and 16Sr XII Phytoplasmas Associated with Diseased Potatoes in Russia // Plant Dis. – 2008. – № 92. – Р. 4. https://doi.org/10.1094/PDIS-92–4–0654A.

8. Owens R.A., Girsova N.V., Kromina K A., Lee I.M., Mozhaeva K.A. and Kastalyeva T.B. Russian Isolates of Potato spindle tuber viroid Exhibit Low Sequence Diversity // Plant Dis. – 2009. – 93. – 7. https://doi.org/10.1094/PDIS-93–7–0752.

9. Carroll G.FungalEndophytesinStems andLeaves: FromLatentPathogentoMutualistic Symbiont // Ecology. – 1988. – № 69 (1). – Рр. 2–9. https://doi.org/10.2307/1943154.

10. Redman R.S., Freeman S., Clifton D.R., Morrel J., Brown G., Rodriguez R.J. Biochemical Analysis of Plant Protection Afforded by a Nonpathogenic Endophytic Mutant of Colletotrichum Magna // Plant Physiol. – 1999. – № 119. – Рр. 795–804. DOI:10.1104/pp.119.2.795.

11. Tadych M., White J. Endophytic Microbes // In Reference Module in Life Sciences. – 2019. – Рp. 123–136.

12. Hardoim P.R., van Overbeek L.S., Berg G., Pirttilä A.M., Compant S., Campisano A., Döring M., Sessitsch A. The Hidden World within Plants: Ecological and Evolutionary Considerations for Defining Functioning of Microbial Endophytes // Microbiol Mol Biol Rev. – 2015. – № 79. – Рр. 293–320. https://doi.org/10.1128/MMBR.00050–14.

13. Bais H.P., Weir T.L., Perry L.G., Gilroy S., Vivanco J.M. The Role of Root Exudatesin Rhizosphere Interactions with Plants and Other Organisms//Annu Rev Plant Biol. – 2006. – № 57. – Рр. 233–266. – URL: DOI:10.1146/annurev.arplant.57.032905.105159.

14. Clay K. Defensive symbiosis: A microbial perspective // Funct Ecol. – 2014. – № 28 (2). – Рр. 293–298. https://doi.org/10.1111/1365–2435.12258.

15. Arnold A.E., Mejía L.C., Kyllo D., Rojas E.I., Maynard Z., Robbins N., Herre E.A. Fungal endophytes limit pathogen damage in a tropical tree // Proc Natl Acad Sci USA. – 2003. – № 100. – Рр. 15649–15654. https://doi.org/10.1073/pnas.2533483100.

16. Lata R., Chowdhury S., Gond S.K., White J.F. Induction of abiotic stress tolerance in plants by endophytic microbes // Lett Appl Microbiol. – 2018. – № 66. – Рр. 268–276. https://doi.org/10.1111/lam.12855.

17. Schulz B. and Boyle C. The endophytic continuum // Mycol Research. – 2005. – 5109. – 6. – 661–686. https://doi.org/10.1017/S095375620500273X.

18. Schulz B., Guske S., Dammann U., Boyle C. Endophytehost interactions. II. Defining symbiosis ofthe endophyte host interaction // Symbiosis. – 1998. – № 25. – Рр. 213–227.

19. Woudenberg J.H.C., Sandoval-Denis M., Houbraken J., Seifert K.A., Samson R.A. Cephalotrichum and related synnematousfungi with notes on speciesfrom the built environment // Stud in Mycol. – 2017. – № 88. – Рр. 137–159. https://doi.org/10.1016/j.simyco.2017.09.001.

20. Domsch K.H., Gams W., Anderson T.H. Compendium of soil fungi, 2nd Ed. IHW Verlag, Eching, Germany, 2007.

21. Ghosta Y., Azizi R., Poursafar A. New species of synnematous fungi for Iran mycobiota // J of Plant Research 2020. – № 33. – Рр. 998–1009.

22. Paripour Z., Davari M. and Asgari B. A new record of Cephalotichum olighotriphicum for mycobiota of Iran and Robinia pseudoacacia as a new host for this fungus. Proceedings of 4th Iranian Mycological Congress, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. – Iran, 2019

23. Webster J., Weber R. Introduction to Fungi (3rd ed.) Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2007.

24. Kusaba M. and Tsuge T. Phylogeny of Alternaria fungi known to produce host-specific toxins on the basis of variation in internal transcribed spacers of ribosomal DNA // Curr Genet. – 1995. – № 28. – Рр. 491–498.

25. Rzhetsky A., Nei M. ASimple Method for Estimating and Testing Minimum-Evolution Trees // Mol. Biol. Evol. – 1992. – № 9. – Р. 945.

26. Felsenstein J. Confidence limits on phylogenies: an approach using the bootstrap //Evolution. – 1985. – № 39. –Рр. 783–791. https://doi.org/10.1111/j.1558–5646.1985.tb00420.x.

27. Tamura K., Nei M., Kumar S. Prospects for Inferring Very Large Phylogenies by Using the Neighbor-Joining Method // Proc. Natl. Acad. Sci. – USA. – 2004. – № 101. – Рр. 11030–11035. https://doi.org/10.1073/pnas.0404206101.

28. Nei M. and Kumar S. Molecular Evolution and Phylogenetics; Oxford University Press: Oxford, UK.

29. Saitou N. and Nei M. The Neighbor-Joining Method: A New Method for Reconstructing Phylogenetic Trees // Mol. Biol. Evol. – 1987. – № 4. – С. 406–425.

30. Letunic I. and Bork P. Interactive Tree Of Life (iTOL) v5: an online tool for phylogenetic tree display and annotation. NucleicAcids Res. – 2021. – № 2 (49). – Рр. 293–296. https://doi.org/10.1093/nar/gkab301.

31. Zhang M., Sun X., Cui L., Yin Y., Zhao X., Pan S., Wang W. The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea // J Vis Exp. – 2018. – № 138. – 57675. https://dx.doi.org/10.3791/57675.

32. Alijani N., Mamaghani A., Javan-Nikkhah M., De Respinis S., Pianta E. Endophytic Cephalotrichum spp. from Solanum tuberosum (potato) in Iran – a polyphasic analysis // Sydowia. – 2022. – № 74. – С. 287–302. http://dx.doi.org/10.12905/0380.sydowia74–2022–0287.

33. Lu H., Wei T., Lou H., Shu X., Chen Q. A Critical Review on Communication Mechanism within Plant-Endophytic Fungi Interactions to Cope with Biotic and Abiotic Stresses // J Fungi. – 2021. – № 7. – С. 719. https://doi.org/10.3390/jof7090719.

34. Pfordt A., Schiwek S., Karlovsky P. and von Tiedemann A. Trichoderma Afroharzianum Ear Rot-A New Disease on Maize in Europe // Front. Agron. – 2020. – № 2. – 547758. https://doi.org/10.3389/fagro.2020.547758.

35. Thomma B.P.H.J. Alternaria Spp.: From General Saprophyte to Specific Parasite // Mol Pl Path. – 2003. – № 4 (4). – С. 225–236. https://doi.org/10.1046/j.1364–3703.2003.00173.x

36. Meena M., Gupta S.K., Swapnil P., Zehra A., Dubey M.K., Upadhyay R.S. Alternaria Toxins: Potential Virulence Factors and Genes Related to Pathogenesis // Front in Microbiol. – 2017. – № 8. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01451.

37. Brasier C.M. Rapid Evolution of Introduced Plant Pathogens via Interspecific Hybridization: Hybridization Is Leading to Rapid Evolution of Dutch Elm Disease and Other Fungal Plant Pathogens // BioScience. – 2001. – № 51. – Рр. 123–133. https://doi.org/10.1641/0006–3568(2001)051[0123:REOIPP]2.0.CO;2.

38. Brasier C.M. Episodic selection as a force in fungal microevolution, with special reference to clonal speciation and hybrid introgression // Canad J of Botany. – 73. – Рр. 1213–1221. https://doi.org/10.1139/b95–381.