BioScience Blog – Научный Биологический блог

Из многочисленных заболеваний культурных злаков стеблевая ржавчина относится к наиболее вредоносным. Широкое распространение, частая повторяемость эпифитотий и отрицательное воздействие на пораженное растение – отличительные черты возбудителя стеблевой ржавчины – биотрофного базидиомицета PucciniagraminisPers., имеющего широкий круг растений-хозяев. Высокий инфекционный потенциал гриба, зимующего на злаках и образующего весеннюю половую стадию на барбарисе, позволяет ему стать источником летней инфекции в агроценозах. За вегетационный период 2007-2008гг. были собраны образцы инфекционного материала с барбариса на пикнидиальной и эцидиальной стадиях жизненного цикла P. graminisиз разных точек Московской области. Пустулы гриба были разделены на две части, одна из которых использовалась для дальнейшего заражения пшеницы и ржи для определения специальных форм, другая – для выделения ДНК и анализа ПЦР-продуктов по IGR-участкам. Кроме того, были собраны образцы урединио – и телиоспор P. graminisс различных дикорастущих злаков. Впервые было показано, что метод IGR-PCR позволяет выявлять ржаную форму возбудителя стеблевой ржавчины злаков на эцио – и урединиостадиях. Молекулярная характеристика ржаной формы особенно важна, так как охарактеризовать изменчивость по частотам генов вирулентности нельзя, в отличие от пшеничной формы, из-за нестабильности сортов-дифференциаторов перекрестно-опыляемого растения ржи. Сравнительный анализ эцидиальной, урединиальной и телиальной стадий P. graminisна различных растениях-хозяевах методом IGR-PCR и межмикросателлитного анализа с праймером RP3 показали четкие различия структуры ДНК-паттернов образцов. При этом IGR – паттерны образцов пшеничной формы разного происхождения были мономорфны. RP3- паттерны показали сильный индивидуальный полиморфизм, однако корреляции этого маркера с расовым составом и питающими растениями не выявлено. Также было отмечено, что, вероятно, в связи с высокой влажностью, эциопустулы сильно поражались микромицетами, затрудняя формирование урединиальной стадии. В результате, нами были получены 13 изолятов микромицетов филлопланы барбариса, которые были использованы в качестве контролей при диагностике пустул P. graminisна барбарисе. Было показано, что из-за различия в размерах ПЦР-продуктов наличие мицелия микромицетов не мешает определять специальную форму ржавчинного гриба. Приспособление паразита к определенным условиям существования на питающем растении, по-видимому, может приводить к структурному полиморфизму регуляторных участков области рибосомных генов, обеспечивая различную скорость и динамику синтеза белка в различных условиях, что особенно важно в условиях зимовки гриба и при переходе от одной стадии жизненного цикла к другой.