Кузнецов М. А, Битюкова А. В., Щербаков А. А. Определение патогенной активности компонентов клеток возбудителя сосудистого бактериоза крестоцветных // Научная жизнь. 2019. Т. 14. Вып. 12. С. 1850–1859. DOI: 10.35679/1991-9476-2019-14-12-1850-1859

Кузнецов Михаил Андреевич, аспирант кафедры «Микробиология, биотехнология и химия», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

Битюкова Анна Вячеславовна, аспирант факультета «Ветеринарная медицина, пищевые и биотехнологии», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

Щербаков Анатолий Анисимович, д-р биол. наук, профессор, профессор кафедры «Микробиология, биотехнология и химия», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова»: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

Тел.: (917) 318-99-44

E-mail: scherbakov2014@yandex.ru

Сосудистый бактериоз крестоцветных является опаснейшим заболеванием сельскохозяйственных культур, вызывающим большие потери урожая. Его возбудитель поражает все виды крестоцветных и имеет широкое распространение в дикой природе. Своевременная диагностика заболевания является важным звеном в системе предотвращения эпифитотий и повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции. Способность возбудителя сосудистого бактериоза крестоцветных продуцировать экзополисахаридные комплексы (ЭПСК) и малая изученность действия этих комплексов на растительные объекты ставят вопрос о необходимости выбора антигена, обладающего наибольшей патогенной активностью. Большое значение при этом имеют серологические методы диагностики, в частности – методы иммуноферментного анализа. Однако, их успешное применение на практике возможно только при наличии высокочувствительных антигенных сывороток. В работе использовались препараты клеточной стенки возбудителя сосудистого бактериоза и продуцируемый им комплекс экзополисахаридов, полученные в результате культивирования возбудителя на жидкой питательной среде. Растительные объекты, подвергаемые их воздействию, выращивались из семян до состояния 1–2 настоящих листьев. В ходе работы было установлено, что действие препаратов клеточной стенки имеет наиболее выраженный характер. На их фоне, действие препарата ЭПСК имело меньшую выраженность, однако приводило к задержкам в росте и развитии растительных объектов, а также вызывало характерные поражения растительных тканей – что особенно было заметно при совместном действии двух препаратов. Таким образом, можно говорить о том, что выделяемый возбудителем экзополисахаридный комплекс не является патогенным фактором сам по себе и не обладает выраженной антигенной активностью, но принимает важное участие в развитии заболевания и способствует патогенному процессу.

Список литературы:

1. Рынок капусты в 2015 году: ключевые тенденции [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// ab-centre.ru/news/rynok-kapusty-v2015-godu-klyuchevye-tendencii

2. Пивоваров В. Ф., Бондарева Л. Л. Основные направления и результаты селекции и семеноводства капустных культур во ВНИИССОК // Овощи России. – 2013 – № 3(20). – С. 4–9.

3. Dragana R., Jelica B. Occurrence of Xanthomonas campestris pv. campestris (Pammel, 1895) Dowson 1939, on Brassicas in Montenegro // Pestic. Phytomed. Belgrade. – 2012. – V. 27. – № 2. – P. 131-140.

4. Игнатов А. Н., Кугунуки Я., Хида К., Монахос Г. Ф., Джалилов Ф. С. Патоген крестоцветных Xanthomonas campestris. О создании устойчивых к ксантомонадам растений семейства Brassicacea // Сельскохозяйственная биология. – 2002. – № 5. – С. 75–84.

5. Джалилов Ф. С. Бактериальные болезни капусты (диагностика, патогенез, иммунитет, защитные мероприятия): автореф. дис. д-ра биол. наук: 06.01.11. – М., 1996. – 32 с.

6. Roberts S. J., Koenraadt H. Detection of Xanthomonas campestris pv. campestris on Brassica spp. In International Rules for Seed Testing // Bassersdorf, Switzerland, International Seed Testing Association (ISTA). – 2006. – P. 1–16.

7. Мазурин Е. С., Джалилов Ф. С., Игнатов А. Н., Варицев Ю. А. Диагностика зараженности семян капусты сосудистым бактериозом методом ИФА // Доклады ТСХА. – 2009. – Вып. 281. – С. 24-26.

8. Иванюк В. Г., Сильванович Н. А. Эпифитотиология сосудистого бактериоза капусты // Известия АН БССР. – 2000. – № 4. – С. 58–63.

9. Игнатов А. Н., Поляков К. Л., Самохвалов А. Н. Количественный анализ серологических признаков Xanthomonas campestris // Сельскохозяйственная биология. – 2002. – №1. – С. 106-115.

10. Джалилов Ф. С., Монахос Г. Ф., Тивари Р. Д. Вредоносность сосудистого бактериоза капусты // Известия ТСХА. – 2009. – Вып. 3. – С. 169–172.

11. Джалилов Ф. С., Тивари Р. Д. Источники инфекции при сосудистом бактериозе капусты // Известия ТСХА. – 2000. – Вып. 2. – С. 101-105.

12. Игнатов А. Н. Распространение возбудителей опасных бактериозов растений в Российской Федерации // Материалы международной научно-практической конференции «Бактериальные и фитоплазменные болезни сельскохозяйственных растений (Московская обл., Одинцовский р-н, п. Большие. Вяземы, ВНИИ фитопатологии, 15–18 октября 2014 г.) Защита картофеля. – 2014. – № 2. – С. 53–57.

13. Сухорукова Н. С. Методика оценки и селекционного отбора белокочанной капусты на устойчивость к сосудистому бактериозу: автореф. дисс. канд. с.- х. наук. – Москва. – 2005. – 16 с.

14. López R., Asensio C., Gilbertson R. L. Phenotypic and genetic diversity in strains of common blight bacteria (Xanthomonas campestris pv. phaseoli and X. campestris pv. phaseoli var. fuscans) in a secondary center of diversity of the common bean host suggests multiple introduction events // Phytopathology. – 2006. – V. 96. – P. 1204–1213.

15. Книрель Ю. А., Кочетков Н. К Строение липополисахаридов грамотрицательных бактерий // Биохимия. – 1993. – Т. 58, Вып. 2. – С. 166–201.

16. Козулин В. В. Углеводсодержащие биополимеры Xanthomonas campestris и их роль в фитопатогенных процессах: Дисс. канд. биол. наук. – Саратов, 2009. – 21 с.

17. Захарова И. Я., Косенко Л. В. Методы изучения микробных полисахаридов. – Киев: Наукова думка, 1982. – 192 с.

18. Бактериофаги: биология и практическое применение / Под ред. Э. Каттер, А. Сулаквелидзе, пер. с английского, науч. ред. А. А. Летаров. – М.: Научный мир. – 2012. – 640 с.

DETERMINATION OF THE PATHOGENIC ACTIVITY OF COMPONENTS OF CELLS OF THE CASES OF THE VASCULAR BACTERIOSIS OF CRACETINE

Kuznetsov Mikhail Andreevich, graduate student of the department "Microbiology, Biotechnology and Chemistry", Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilova, Saratov, Russia.

Bityukova Anna Vyacheslavovna, graduate student of the faculty “Veterinary medicine, food and biotechnology”, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilova, Saratov, Russia.

Scherbakov Anatoly Anisimovich, Dr. of Biol. Sci., Prof., Prof. of the department “Microbiology, Biotechnology and Chemistry”, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilova, Saratov, Russia.

Keywords: vascular bacteriosis, cruciferous, cabbage, Xanthomonas campestris, pathogen, diagnostics, cell wall, polysaccharide, exopolysaccharide complex.

Abstract. Cruciferous vascular bacteriosis is a dangerous crop disease that causes large crop losses. Its pathogen affects all types of cruciferous and is widespread in the wild. Timely diagnosis of the disease is an important link in the system of preventing epiphytoties and increasing the yield and quality of agricultural products. The ability of the pathogen of cruciferous vascular bacteriosis to produce exopolysaccharide complexes (EPSC) and the low knowledge of the effects of these complexes on plant objects raise the question of the need to choose the antigen with the highest pathogenic activity. Serological diagnostic methods, in particular, enzyme-linked immunosorbent assays, are of great importance. However, their successful application in practice is possible only in the presence of highly sensitive antigenic sera. In this work, we used preparations of the cell wall of the pathogen of vascular bacteriosis and the complex of exopolysaccharides produced by it, obtained as a result of cultivation of the pathogen in a liquid nutrient medium. Plant objects exposed to them were grown from seeds to the state of 1–2 real leaves. In the course of the work, it was found that the effect of cell wall preparations has the most pronounced character. Against their background, the effect of the EPSC drug was less pronounced, however, it led to delays in the growth and development of plant objects, and also caused characteristic damage to plant tissues - which was especially noticeable when the two drugs combined. Thus, we can say that the exopolysaccharide complex secreted by the pathogen is not a pathogenic factor in itself and does not have a pronounced antigenic activity, but it takes an important part in the development of the disease and contributes to the pathogenic process.

REFERENCES 

1. Rynok kapusty v 2015 godu: klyuchevye tendentsii [The cabbage market in 2015: key trends].  ab-centre.ru. Retrieved from http://ab-centre.ru/news/rynok-kapusty-v-2015-godu-klyuchevye-tendencii  [in Russian].

2. Pivovarov, V. F., Bondareva, L. L. (2013). Osnovnye napravleniya i rezul'taty selektsii i semenovodstva kapustnykh kul'tur vo VNIISSOK [The main directions and results of selection and seed production of cabbage crops in VNIISSOK]. Ovoshchi Rossii – Vegetables of Russia, 3 (20), 4-9 [in Russian].

3. Dragana, R., Jelica, B. (2012). Occurrence of Xanthomonas campestris pv. campestris (Pammel, 1895) Dowson 1939, on Brassicas in Montenegro. Pestic. Phytomed. Belgrade, vol. 27, 2, 131-140.

4. Ignatov, A. N., Kugunuki, Y., Hida, K., Monakhos, G. F., Jalilov, F. S. (2002). Patogen krestotsvetnykh Xanthomonas campestris. O sozdanii ustoychivykh k ksantomonadam rasteniy semeystva Brassicacea [Pathogen of cruciferous Xanthomonas campestris. On the creation of xanthomonad resistant plants of the Brassicacea family]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya – Agricultural Biology, 5, 75-84 [in Russian].

5. Jalilov, F. S. (1996). Bakterial'nye bolezni kapusty (diagnostika, patogenez, immunitet, zashchitnye meropriyatiya). [Bacterial diseases of cabbage (diagnosis, pathogenesis, immunity, protective measures)]. Extended abstract of Doctor’s thesis. Moscow [in Russian].

6. Roberts, S. J., Koenraadt, H. (2006). Detection of Xanthomonas campestris pv. campestris on Brassica spp. In International Rules for Seed Testing. Bassersdorf, Switzerland, International Seed Testing Association (ISTA), 1-16.

7. Mazurin, E. S., Dzhalilov, F. S., Ignatov, A. N., Varitsev, Yu. A. (2009). Diagnostika zarazhennosti semyan kapusty sosudistym bakteriozom metodom IFA [Diagnosis of infection of cabbage seeds with vascular bacteriosis by ELISA]. Doklady TSKhA  - Reports of TSHA, 281, 24-26 [in Russian].

8. Ivanyuk, V. G., Silvanovich, N. A. (2000). Epifitotiologiya sosudistogo bakterioza kapusty [Epiphytiology of vascular bacteriosis of cabbage]. Izvestiya AN BSSR – Bulletin of the Academy of Sciences of the BSSR,  4, 58-63 [in Russian].

9. Ignatov, A. N., Polyakov, K. L., Samokhvalov, A. N. (2002). Kolichestvennyy analiz serologicheskikh priznakov Xanthomonas campestris [Quantitative analysis of serological features of Xanthomonas campestris]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya – Agricultural Biology, 1, 106-115 [in Russian].

10. Dzhalilov, F.S., Monakhos, G.F., Tiwari, R. D. (2009). Vredonosnost' sosudistogo bakterioza kapusty [Harmfulness of vascular bacteriosis of cabbage]. Izvestiya TSKhA – Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences, 3, 169-172 [in Russian].

11. Jalilov, F. S., Tiwari, R. D. (2000). Istochniki infektsii pri sosudistom bakterioze kapusty [Sources of infection with vascular bacteriosis of cabbage]. Izvestiya TSKhA – Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences, 2, 101-105 [in Russian].

12. Ignatov, A. N. (2014). Rasprostranenie vozbuditeley opasnykh bakteriozov rasteniy v Rossiyskoy Federatsii [Distribution of pathogens of dangerous plant bacterioses in the Russian Federation]. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Bakterial'nye i fitoplazmennye bolezni sel'skokhozyaystvennykh rasteniy (Moskovskaya obl., Odintsovskiy r-n, p. Bol'shie. Vyazemy, VNII fitopatologii, 15 – 18 oktyabrya 2014 g.) Zashchita kartofelya – Materials of the international scientific-practical conference “Bacterial and phytoplasmic diseases of agricultural plants (Moscow Region, Odintsovo, Bolshoi. Vyazemy, All-Russian Research Institute of Phytopathology, 15 - October 18, 2014) Protection of potatoes (No. 2, pp. 53-57) [in Russian].

13. Sukhorukova, N. S. (2005). Metodika otsenki i selektsionnogo otbora belokochannoy kapusty na ustoychivost' k sosudistomu bakteriozu [Methods of assessment and selection of white cabbage for resistance to vascular bacteriosis]. Extended abstract of Candidate’s thesis. Moscow [in Russian].

14. López, R., Asensio, C., Gilbertson, R. L. (2006). Phenotypic and genetic diversity in strains of common blight bacteria (Xanthomonas campestris pv. phaseoli and X. campestris pv. phaseoli var. fuscans) in a secondary center of diversity of the common bean host suggests multiple introduction events. Phytopathology, vol. 96, 1204-1213.

15. Knirel, Yu. A., Kochetkov, N. K. (1993). Stroenie lipopolisakharidov gramotritsatel'nykh bakteriy [Structure of lipopolysaccharides of gram-negative bacteria]. Biokhimiya – Biochemistry, vol. 58, 2, 166-201 [in Russian].

16. Kozulin, V. V. (2009). Uglevodsoderzhashchie biopolimery Xanthomonas campestris i ikh rol' v fitopatogennykh protsessakh [Carbohydrate-containing biopolymers of Xanthomonas campestris and their role in phytopathogenic processes]. Extended abstract of Candidate’s thesis. Saratov [in Russian].

17. Zakharova, I. Ya., Kosenko, L. V. (1982). Metody izucheniya mikrobnykh polisakharidov [Methods for the study of microbial polysaccharides]. Kiev: Naukova Dumka [in Russian].

18. Ed. Cutter, E., Sulakvelidze, A., per. from English, scientific ed. Letarov A. A. (2012). Bakteriofagi: biologiya i prakticheskoe primenenie [Bacteriophages: biology and practical application]. Moscow: Scientific world [in Russian].