Анализ хроматограмм секвенирования для идентификации грибковых патогенов ясеня на территории г. Воронежа
Аннотация
На территории г. Воронежа, как и во многих других регионах России, наблюдается интенсивное усыхание ясеня. Однако на данный момент для г. Воронежа исследования по изучению патогенов отсутствуют. Для идентификации видовой принадлежности грибов, поражающих ясень, мы культивировали их на питательной среде, выделяли и очищали ДНК с использованием сорбционных спин-колонок, амплифицировали и секвенировали ITS участки ДНК. Анализ полученных в результате секвенирования хроматограмм позволил определить видовую принадлежность грибов, поражающих ясени. Стоит отметить, что анализ хроматограмм, полученных в результате секвенирования ДНК изучаемых грибов, не выявил Hymenoscyphus fraxineus, грибковый патоген, который являлся наиболее очевидным кандидатом на основную причину усыхания ясеня, так как данный гриб сильно сократил популяцию ясеня в Центральной и Северной Европе, а также был ране обнаружен в Воронежской области на территории Теллермановского опытного лесничества. Напротив, в одном из деревьев был идентифицирован Fusarium avenaceum, который считается эндофитом ясеня и, по некоторым данным, обладает антагонистической активность по отношению к H. fraxineus. Но, тем не менее, на двух деревьях была определена ДНК Erysiphe salmonii, гриба вида мучнисторосяных грибов, который ранее поражал ясени на территории Восточной Европы. В свою очередь на хроматограммах были выявлены пики, которые соответствовали нуклеотидным последовательностям ДНК Aspergillus niger, Coprinellus micaceus и C. ovatus. Результаты данного исследования применимы в экономико-экологической отрасли лесного хозяйства Воронежской области для проектирования стратегии целенаправленной борьбы с эпидемией усыхания ясеня на территории г Воронежа.
Скачивания
Литература
Fedorova A.I., Mikheeva M.A. Tree plants of Voronezh (biodiversity and sus-tainability). Voronezh, Publishing and Print-ing Center of Voronezh State University. 2008. 100 p. (In Russ.).
Antipov V.G. Resistance of woody plants to industrial gases. Minsk. Science and Technology. 1979. 215 p. (In Russ.).
Boyd I.L., Freer-Smith P.H., Gilli-gan C.A., Godfray H.C.J., The consequence of tree pests and diseases for ecosystem services. Science. 2013; 342(6160): 1235773-1235773. https://doi.org/10.1126/science.1235773
Coker T.L.R., Rozsypálek J., Ed-wards A., Harwood T.P., Butfoy L., Buggs, R.J.A., Estimating mortality rates of Euro-pean ash (Fraxinus excelsior) under the ash dieback (Hymenoscyphus fraxineus) epi-demic. PLANTS, PEOPLE, PLANET. 2018; 1(1): 48-58. https://doi.org/10.1002/ppp3.11
Orlova-Bienkowskaja M.J., Drog-valenko A.N., Zabaluev I.A., Sazhnev A.S., Peregudova E.Y., Mazurov S.G., Komarov E.V., Struchaev V.V., Martynov V.V., Nikulina T.V., Bieńkowski A.O. Current range of Agrilus planipennis Fairmaire, an alien pest of ash trees, in European Russia and Ukraine. Annals of Forest Science. 2020; 77(2): 1-14. https://doi.org/10.1007/s13595-020-0930-z
Musolin D.L., Selikhovkin A.V., Shabunin D.A., Zviagintsev V.B., Baranchikov Yu.V. Between Ash Dieback and Emerald Ash Borer: Two Asian In-vaders in Russia and the Future of Ash in Europe. Baltic Forestry. 2017; 23(1): 316-333.
Herms D.A., McCullough D.G., Emerald Ash Borer Invasion of North America: History, Biology, Ecology, Im-pacts, and Management. Annual Review of Entomology. 2014; 59(1): 13-30. https://doi.org/10.1146/annurev-ento-011613-162051
Forest plan of the Voronezh region. Decree of the Governor of the Voronezh Region of August 15. 2011 N 303-u (as amended on October 17, 2017). Access mode: https://www.govvrn.ru/1462 (date of access: 12.11.2021) (In Russ.).The first tim-ber industry portal. Forestry news. Access mode: http://www.wood.ru/ru/lonewsid-75837.html. wood.ru (date of treatment 11/12/2021)
Orlova-Benkovskaya M.Ya. “Ash emerald narrow-bodied goldfish (Agrilus planipennis) settled in nine regions of Euro-pean Russia: from Yaroslavl to Voronezh”, Materials of the international conference, St. Petersburg, November 25-27, 2013. VII Readings in memory of O.A. Kataeva. Pests and diseases of woody plants in Rus-sia. Ed. A.V. Selikhovkin and D.L. Musoli-na. SPb. SPbGLTU, 2013: 65-66. (In Russ.).
Kolganikhina GB, Panteleev SV. “First report of the harmful phytopathogen-ic fungus Hymenoscyphus fraxineus in Tellermanovsky forest (south forest-steppe of the European part of Russia)” Proceed-ings of the 2d International Conference “Biology, systematic and ecology of fungi and lichen in natural and agricultural eco-systems”. Minsk. Kolorgrad. 2016: 115-118. (In Russ.).
Kolganikhin G.B., Pathogenic and saprotroph fungi on ash in plantings of the tellerman experimental forest area. Forestry Bulletin. 2018; 22(6): 40-48. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2018-6-40-48(In Russ.).
Fantin Yu., Favorov A., Neverov A., Mironov A.A., Chulanov V. Analysis of complex chromatograms of population se-quencing. Access mode: http://itas2011.iitp.ru/pdf/1569459319.pdf (date of access 12.11.2021) (In Russ.).
Kowalski T., Łukomska A., Badania nad zamieraniem jesionu (Fraxinus excelsior L.) w drzewostanach Nadleśnictwa Włoszczowa [The studies on ash dying (Fraxinus excelsior L.) in the Włoszczowa Forest Unit stands]. Acta Agrobotanica. 2005; 58(2): 429-440. https://doi.org/10.5586/aa.2005.068 (In Russ.).
Gross A., Holdenrieder O., Pautasso M., Queloz V., Sieber T. N. Hymenoscy-phus pseudoalbidus, the causal agent of Eu-ropean ash dieback. Molecular Plant Pa-thology. 2014; 15(1): 5-21. https://doi.org/10.1111/mpp.12073
Baral H.O., Bemmann M., Hymen-oscyphus fraxineus vs. Hymenoscyphus al-bidus – A comparative light microscopic study on the causal agent of European ash dieback and related foliicolous, stroma-forming species. Mycology. 2014; 5(4): 228-290. https://doi.org/10.1080/21501203.2014.963720
Zviagintsev V.B., Baranov O.Yu., Panteleev S.V. “Distribution of ash dieback disease caused by invasive mycopathogen Hymenoscyphus fraxineus Baral et al., in Moscow region and along the route M1”. Problems of forest phytopathology and my-cology. Materials of the IX international conference. Belarussian State Technological Institute. Minsk. 2015: 87-89.
Erfandoust R., Habibipour R., Soltani J. Antifungal activity of endophytic fungi from Cupressaceae against human pathogenic Aspergillus fumigatus and As-pergillus niger. Journal de Mycologie Médi-cale. 2020; 100987. https://doi.org/10.1016/j.mycmed.2020.100987
Martínez J., Nevado A., Suñén E., Gabriel M., Vélez-Del-Burgo A., Sánchez P., Postigo I. The Aspergillus niger Major Allergen (Asp n 3) DNA-Specific Sequence Is a Reliable Marker to Identify Early Fun-gal Contamination and Postharvest Damage in Mangifera indica Fruit. Front Microbiol. 2021; 12: 663323. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.663323
Dijksterhuis J. Fungal spores: Highly variable and stress-resistant vehicles for dis-tribution and spoilage. Food Microbiology. 2018; 81: 2-11. https://doi.org/10.1016/j.fm.2018.11.006
Braun U., Cook R.T.A., Taxonomic Manual of the Erysiphales (powdery mil-dews). CBS Biodiversity Series no 11. Utrecht: CBS-KNAW Fungal Biodiversity Centre. 2012; 707.
Heluta V.P., Takamatsu S., Siahaan, S.A.S. Erysiphe salmonii (Erysiphales, As-comycota), another East Asian powdery mildew fungus introduced to Ukraine. Ukranian Botanical Journal. 2017; 74: 212-219. https://doi.org/10.15407/ukrbotj74.03.212
Yamaguchi Y., Meeboon J., Heluta V.P., Liu S-Y., Feng J., Takamatsu S. Phy-logeny and taxonomy of Erysiphe species (powdery mildew: Erysiphaceae) occurring on the ash trees (Fraxinus spp.). Mycosci-ence. 2021; 62(2): 205-211. https://doi.org/10.47371/mycosci.2020.11.009
Kowalski T., Bilański P., Kraj W. Pathogenicity of fungi associated with ash dieback towards Fraxinus excelsior. Plant Pathology. 2017; 66(8): 1228-1238. https://doi.org/10.1111/ppa.12667
Kosawang C., Amby D.B., Bussa-ban B., McKinney L.V., Xu J., Kjær E.D., Collinge, D.B., Nielsen L.R. Fungal com-munities associated with species of Fraxinus tolerant to ash dieback, and their potential for biological control. Fungal Biology. 2018; 122(2-3): 110-120. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2017.11.002
Wang S., Zhang J., He Y., Chang M., Meng J. Characterization of the com-plete mitochondrial genome of Coprinellus micaceus, a wild saprobic mushroom in China. Mitochondrial DNA Part B. 2021; 6(7): 1979-1981. https://doi.org/10.1080/23802359.2021.1938717
Papic S., Longauer R., Milenković I., Rozsypálek J. Genetic predispositions of common ash to the ash dieback caused by ash dieback fungus. Genetika. 2018; 50(1): 221-229. https://doi.org/10.2298/GENSR1801221P
