vestngauВестник университета биотехнологийVestnik University of biotechnologiy3033-8433Publishing Centre “Zolotoy Kolos” of Novosibirsk State Agrarian University10.31677/2072-6724-2024-73-4-116-123vestngau-2434Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYМониторинг вирусов картофеля Алтайского края и их влияние на морфометрические и биохимические показатели растенийMonitoring of potato viruses in the Altai region and their influence on morphometric and biochemical parameters of plantsТабанюховК. А.TabanyukhovK. A.

Младший научный сотрудник

Новосибирск

Minor researcher

Novosibirsk

МасленниковаВ. С.MaslennikovaV. S.

Кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник

Новосибирск

PhD in agricultural sciences, researcher

Novosibirsk

ШелиховаЕ. В.ShelikhovaE. V.

Младший научный сотрудник

Новосибирск

Minor researcher

Novosibirsk

КозловаА. С.KozlovaA. S.

Аспирант

Новосибирск

PhD student

Novosibirsk

ЦветковаВ. П.TsvetkovaV. P.

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Новосибирск

 PhD in agricultural sciences, associate professor

Novosibirsk

vera.cvetkova.23.05@mail.ruМосалевК. И.MosalevK. I.

Младший научный сотрудник

Новосибирск

Minor researcher

Novosibirsk

Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины; ФГБОУ ВО Новосибирский ГАУРоссияFederal research center of fundamental and translational medicine; Novosibirsk State Agricultural UnivercityRussian FederationФГБОУ ВО Новосибирский ГАУРоссияNovosibirsk State Agricultural UnivercityRussian FederationФедеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медициныРоссияFederal research center of fundamental and translational medicineRussian Federation20242401202504116123Copyright © Табанюхов К.А., Масленникова В.С., Шелихова Е.В., Козлова А.С., Цветкова В.П., Мосалев К.И., 20252025Табанюхов К.А., Масленникова В.С., Шелихова Е.В., Козлова А.С., Цветкова В.П., Мосалев К.И.Tabanyukhov K.A., Maslennikova V.S., Shelikhova E.V., Kozlova A.S., Tsvetkova V.P., Mosalev K.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestngau.elpub.ru/jour/article/view/2434

Картофель является одной из важнейших продовольственных культур, наиболее восприимчивых к заболеваниям, в том числе вирусным. Они могут приводить к существенным потерям урожая (до 30–80 %), а в случае поражения несколькими вирусами данный ущерб увеличивается. В статье представлены результаты оценки вирусного заражения семенного картофеля в Алтайском крае (по 10 проб картофеля из Кытмановского, Первомайского районов и г. Барнаул) и его влияния на морфометрические и биохимические показатели растений. Наличие вирусов (X, Y, M, A, S, вирус скручивания листьев и вироид веретеновидности клубней) в пробах определяли методом ОТ-ПЦР с использованием набора реагентов «СИНТОЛ». Определение биохимических показателей: концентрации хлорофилла a и b, малонового диальдегида, активность пероксидазы осуществляли спектрофотометрически. Максимальная частота встречаемости в районах области была отмечена для двух вирусов – PVY, PVS. На сортах Коломба и Джувел распространенность вируса Y достигала 100 %, вируса S – 90–100 %. Вироид веретеновидности клубней (карантинный объект), вирус скручивания листьев и вирус A отсутствовали во всех исследованных образцах. При оценке морфометрических показателей выявлено снижение количества листьев в 1,4 раза, пораженном вирусом Y, относительно безвирусных растений (сорт Коломбо). На сорте Гала комбинация вирусов Y+S вызвала у растений измельчение листовых пластинок и увеличение количества листьев в 1,9 раза. Поражение вирусом S сорта Гала приводило к повышению концентрации МДА в 1,27 и активности пероксидазы в 1,26 раза. Комбинированная вирусная инфекция (PVY + PVS) усиливала негативный эффект, наблюдаемый при монозаражении.

Potatoes are one of the most important food crops, and most susceptible to diseases, including viral ones. They can lead to significant yield losses (up to 30-80 %), and in the case of infection by several viruses, this damage increases. The article presents the results of evaluation of viral infection of seed potatoes in Altai Territory (10 potato samples from Kytmanovsky, Pervomaisky districts and Barnaul city) and its influence on morphometric and biochemical parameters of plants. The presence of viruses (X, Y, M, A, S, leafroll virus and tuber spindle viroid) in the samples was determined by RT-PCR using a ‘SINTOL’ set of reagents. Biochemical parameters: chlorophyll a and b concentrations, malonic dialdehyde, peroxidase activity were determined spectrophotometrically. The maximum frequency of occurrence in the districts of the region was observed for two viruses PVY, PVS. On varieties Colomba and Juwel, the prevalence of Y virus reached 100 %, S virus 90-100 %. Tuber spindle viroid (quarantine object), leafroll virus and A virus were absent in all tested samples. Evaluation of morphometric indices revealed a 1.4-fold decrease in the number of leaves affected by virus Y, relative to virus-free plants (variety Colombo). On the variety Gala, the combination of Y+S viruses caused in plants a reduction of leaf plates and an increase in the number of leaves by 1.9 times. S virus infection of Gala variety resulted in a 1.27-fold increase in MDA concentration and a 1.26-fold increase in peroxidase activity. Combined virus infection (PVY + PVS) enhanced the negative effect observed with mono-infection.

мониторингвирусы картофеляАлтайский крайОТ-ПЦРморфологические и биохимические показателиmonitoringpotato virusesAltai regionRT-PCRmorphological and biochemical parametersReferencesПрокофьев Л.С., Кинчарова М.Н. Распространение, вредоносность и особенности проявления штаммов вируса PVY картофеля в лесостепи Среднего Поволжья // Вестник защиты растений. – 2012. – № 3. – С. 38–44.Prokofiev L.S., Kincharova M.N., Vestnik zashchity rasteniy, 2012, No. 3, pp. 38–44. (In Russ.)Faccioli G. Control of potato viruses using meristem and stem-cutting cultures, thermotherapy, and chemotherapy // Virus and virus-like diseases of potatoes and seed potatoes, ed. G. Loebenstein, P.H. Berger, A.A. Brunt, and R.G. Lawson. – 2001. – P. 365–390.Faccioli G., Control of potato viruses using meristem and stem-cutting cultures, thermotherapy, and chemotherapy, Virus and virus-like diseases of potatoes and seed potatoes, ed. G. Loebenstein, P.H. Berger, A.A. Brunt, and R.G. Lawson, 2001, pp. 365–390.Павлова Е.А. Диагностика скрытой вирусной инфекции картофеля – важный этап семеноводства // Защита и карантин растений. – 2014. – № 2. – С. 15–16.Pavlova E.A., Zashchita i karantin rasteniy, 2014, No. 2, P. 15–16. (In Russ.)Gergerich R.C., Dolja V.V. Introduction to plant Viruses, the invisible foe // Plant Health Instr. – 2006. – 414. – P. 1. – DOI: 10.1094/PHI-I-2006-0414-01.Gergerich R.C., Dolja V.V., Introduction to plant Viruses, the invisible foe, Plant Health Instr, 2006, 414, pp. 1, DOI: 10.1094/PHI-I-2006-0414-01.Liu Q., Luo L., Zheng L. Lignins: biosynthesis and biological functions in plants // Int. J. Mol. Sci. – 2018. – № 19. – P. 335. – DOI: 10.3390/ijms19020335.Liu Q., Luo L., Zheng L., Lignins: biosynthesis and biological functions in plants, Int. J. Mol. Sci., 2018, No. 19, pp. 335, DOI: 10.3390/ijms19020335.Meents M.J., Watanabe Y., Samuels A.L. The cell biology of secondary cell wall biosynthesis // Ann. Bot. – 2018. – № 121. – P. 1107–1125. – DOI: 10.1093/aob/mcy005.Meents M.J., Watanabe, Y., Samuels A.L., The cell biology of secondary cell wall biosynthesis, Ann. Bot., 2018, No. 121, pp. 1107–1125, DOI: 10.1093/aob/mcy005.Kozieł E., Otulak-Kozieł K., Bujarski J.J. Plant Cell Wall as a Key Player During Resistant and Susceptible Plant-Virus Interactions // Front. Microbiol. – 2021. – № 12. – P. 656809. – DOI: 10.3389/fmicb.2021.656809.Kozieł E., Otulak-Kozieł K., Bujarski J.J., Plant Cell Wall as a Key Player During Resistant and Susceptible PlantVirus Interactions, Front. Microbiol., 2021, No. 12, pp. 656809, DOI: 10.3389/fmicb.2021.656809.Sun Y.D., Spellman-Kruse A., Folimonova S.Y. Blaze a New Trail: Plant Virus Xylem Exploitation // Int J Mol Sci. – 2022. – № 23(15). – P. 8375. – DOI: 10.3390/ijms23158375.Sun Y.D., Spellman-Kruse A., Folimonova S.Y., Blaze a New Trail: Plant Virus Xylem Exploitation, Int J Mol Sci., 2022, No. 23 (15), pp. 8375, DOI: 10.3390/ijms23158375. PMID: 35955508; PMCID: PMC9368924.Photosynthetic rate and chlorophyll fluorescence in leaves of stem mustard (Brassica juncea var. tsatsai) after turnip mosaic virus infection / D.-P. Guo, Y.-P. Guo, J.-P. Zhao [et al.] // Plant Sci. – 2005. – № 168. – P. 57–63. – DOI: 10.1016/j.plantsci.2004.07.019.Guo D.-P., Guo Y.-P., Zhao J.-P. [et al.], Photosynthetic rate and chlorophyll fluorescence in leaves of stem mustard (Brassica juncea var. tsatsai) after turnip mosaic virus infection, Plant Sci., 2005, No. 168, pp. 57–63, DOI: 10.1016/j.plantsci.2004.07.019.The symptomless leaf infection with grapevine leafroll associated virus 3 in grown in vitro plants as a simple model system for investigation of viral effects on photosynthesis / I. Christov, D. Stefanov, T. Velinov [et al.] // J. Plant Physiol. – 2007. – № 164. – P. 1124–1133. – DOI: 10.1016/j.jplph.2005.11.016.Christov I., Stefanov D., Velinov T., Goltsev V. [et al.], The symptomless leaf infection with grapevine leafroll associated virus 3 in grown in vitro plants as a simple model system for investigation of viral effects on photosynthesis, J. Plant Physiol., 2007, No. 164, pp. 1124–1133, DOI: 10.1016/j.jplph.2005.11.016.Hong J.S., Ju H.J. The Plant Cellular Systems for Plant Virus Movement // Plant Pathol J. – 2017. – № 33(3). – P. 213–228. – DOI: 10.5423/PPJ.RW.09.2016.0198.Hong J.S., Ju H.J., The Plant Cellular Systems for Plant Virus Movement, Plant Pathol J., 2017, No. 33(3), pp. 213– 228, DOI: 10.5423/PPJ.RW.09.2016.0198.A Reduced Starch Level in Plants at Early Stages of Infection by Viruses Can Be Considered a Broad-Range Indicator of Virus Presence / W. Zhao, L. Wang, M. Liu [et al.] // Viruses. – 2022. – № 14(6). – P. 1176. – DOI: 10.3390/v14061176.Zhao W., Wang L., Liu M., Zhang D., Andika I.B., Zhu Y., Sun L., A Reduced Starch Level in Plants at Early Stages of Infection by Viruses Can Be Considered a Broad-Range Indicator of Virus Presence, Viruses, 2022, No. 14(6), pp. 1176, DOI: 10.3390/v14061176.Jiang T., Zhou T. Unraveling the Mechanisms of Virus-Induced Symptom Development in Plants // Plants (Basel). – 2023. – № 12(15). – P. 2830. – DOI: 10.3390/plants12152830.Jiang T., Zhou T., Unraveling the Mechanisms of Virus-Induced Symptom Development in Plants, Plants (Basel), 2023, No. 12(15), pp. 2830, DOI: 10.3390/plants12152830.Staying alive – is cell death dispensable for plant disease resistance during the hypersensitive response? / A. Künstler, R. Bacsó, G. Gullner [et al.] // Physiol. Mol. Plant Pathol. – 2016. – № 93. – P. 75–84. – DOI: 10.1016/j.pmpp.2016.01.003.Künstler A., Bacsó R., Gullner G., Hafez Y.M., Király L., Staying alive – is cell death dispensable for plant disease resistance during the hypersensitive response? Physiol. Mol. Plant Pathol., 2016, No. 93, pp. 75–84, DOI: 10.1016/j.pmpp.2016.01.003.Balint-Kurti P. The plant hypersensitive response: concepts, control and consequences // Mol. Plant Pathol. – 2019. – № 20. – P. 1163–1178. – DOI: 10.1111/mpp.12821.Balint-Kurti P., The plant hypersensitive response: concepts, control and consequences, Mol. Plant Pathol., 2019, No. 20, pp. 1163–1178, DOI: 10.1111/mpp.12821.Biochemical characterization of oxidative stress in the compatible interaction between Pepper golden mosaic virus and habanero pepper plants / C. Aguilar-Sánchez, Y. Minero-García, C. Hernández-Zepeda, O. Moreno-Valenzuela // Revista Mexicana de Fitopatología, Mexican Journal of Phytopathology. – 2022. – № 40. – DOI: 10.18781/R.MEX.FIT.2111-1.Aguilar-Sánchez C., Minero-García Y., Hernández-Zepeda C., Moreno-Valenzuela O., Biochemical characterization of oxidative stress in the compatible interaction between Pepper golden mosaic virus and habanero pepper plants, Revista Mexicana de Fitopatología, Mexican Journal of Phytopathology, 2022, No. 40, DOI: 10.18781/R.MEX.FIT.2111-1.Oxidative stress and antioxidative responses in plant–virus interactions / J.A. Hernández, G. Gullner, M.J. ClementeMoreno [et al.] // Physiological and Molecular Plant Pathology. – 2016. – № 94. – P. 134–148. – DOI: 10.1016/j.pmpp.2015.09.001.Hernández J.A., Gullner G., Clemente-Moreno M.J. [et al.], Oxidative stress and antioxidative responses in plant– virus interactions, Physiological and Molecular Plant Pathology, 2016, No. 94, pp. 134–148, DOI: org/10.1016/j.pmpp.2015.09.001.Hull R. Plant virology. 5th ed. – London: Academic Press. – 2014. – 1118 р. – DOI: 10.1016/C2010-0-64974-1.Hull R., Plant virology, 5th ed., London: Academic Press, 2014, 1118 р., DOI: 10.1016/C2010-0-64974-1.Plant protection from virus: a review of different approaches / I. Anikina, A. Kamarova, K. Issayeva [et al.] // Front. Plant Sci. – 2023. – № 14. – P. 1163270. – DOI: 10.3389/fpls.2023.1163270.Anikina I., Kamarova A., Issayeva K. [et al.], Plant protection from virus: a review of different approaches, Front. Plant Sci., 2023, No. 14, pp. 1163270, DOI: 10.3389/fpls.2023.1163270.Киргизова И.В., Калашникова Е.А. Физиологические особенности реакции микроклонов картофеля (S. tuberosum L.) на заражение вирусом картофеля S // Естественные и технические науки. – 2022. – № 8(171). – С. 34–38.Kirgizova I.V., Kalashnikova E.A., Estestvennye i tekhnicheskie nauki, 2022, No. 8 (171), pp. 34–38. (In Russ.)Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков, В.В. Арасимович, Н.П. Ярош [и др.]. – Л.: Агропромиздат, 1987. – С. 44–45.Ermakov A.I., Arasimovich V.V., Yarosh N.P. [et al.], Metody biokhimicheskogo issledovaniya rasteniy (Methods of biochemical research of plants), Leningrad: Agropromizdat, 1987, pp. 44–45.Stewart R.R.C., Bewley J.D. Lipid peroxidation associated with accelerated aging of soybean axes // Plant Physiol. – 1980. – № 65. – P. 245–248.Stewart R.R.C., Bewley J.D., Lipid peroxidation associated with accelerated aging of soybean axes, Plant Physiol., 1980, No. 65, pp. 245–248.Мякишева Е.П., Соколова Г.Г. Влияние качества света на содержание фотосинтетических пигментов картофеля (Solanum tuberosum L) в культуре in vitro // Известия Алтайского государственного университета. – 2014. – № 3–2(83). – С. 46–49. – DOI: 10.14258/izvasu(2014)3.2-08.Myakisheva E.P., Sokolova G.G., Izvestiya Altayskogo gosudarstvennogo universiteta, 2014, No. 3–2(83), pp. 46– 49, DOI: 10.14258/izvasu(2014)3.2-08. (In Russ.)Partial Elimination of Viruses from Traditional Potato Cultivar ‘Brinjak’ by Chemotherapy and Its Impact on Physiology and Yield Components / S. Kereša, D. Vončina, B. Lazarević [et al.] // Horticulturae. – 2022. – № 8. – P. 1013. – DOI: 10.3390/horticulturae8111013.Kereša S., Vončina D., Lazarević B. [et al.], Partial Elimination of Viruses from Traditional Potato Cultivar ‘Brinjak’ by Chemotherapy and Its Impact on Physiology and Yield Components, Horticulturae, 2022, No. 8, pp. 1013, DOI: 10.3390/horticulturae8111013.Оценка защитных реакций различных генотипов томата при инфицировании вирусными агентами / Л.И. Мэрый, Л.И. Андроник, С.В. Смеря, И.Ф. Ерхан // Овощи России. – 2021. – № 1. – С. 125–129. – DOI: 10.18619/2072-9146-2021-1-125-129.Meriy L.I., Andronik L.I., Smerya S.V., Erhan I.F., Ovoshchi Rossii, 2021, No. 1, pp. 125–129, DOI: 10.18619/2072-9146-2021-1-125-129. (In Russ.)Влияние биопрепаратов на активность стрессовых ферментов и концентрацию малонового диальдегида в растениях картофеля при вирусном инфицировании / О.А. Кучерявенко, И.Г. Будзанивская, А.В. Пирог, О.А. Дмитрук // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2018. – № 4(162). – С. 22– 28.Kucheryavenko O.A., Budzanivskaya I.G., Pirog A.V., Dmitruk O.A., Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2018, No. 4 (162), pp. 22–28. (In Russ.)

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