Первое обнаружение гена toxb2 в штаммах Pyrenophora tritici-repentis из России и Казахстана

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Для 18 штаммов аскомицетного гриба Pyrenophora tritici-repentis – возбудителя желтой пятнистости пшеницы – была определена расовая принадлежность и идентифицированы toxb-гены. Анализируемые штаммы были отнесены преимущественно к расе 4, непатогенной для мягкой пшеницы. Сравнение нуклеотидных последовательностей гена toxb одного штамма P. tritici-repentis из Казахстана и пяти штаммов гриба из Татарстана с референсными последовательностями генов ToxB1, toxb2, ToxB4, toxb12 и toxb14 позволило точно идентифицировать исследуемые гены как toxb2. Это первое обнаружение гена toxb2 в популяциях P. tritici-repentis из России и Казахстана. Также были продемонстрированы различия между последовательностями ToxB1 и toxb2 в области ORF: 27 нуклеотидных замен и одна делеция 3 пн у ToxB1. В нетранслируемой 5’UTR-области всех полученных последовательностей toxb2, как и в последовательностях ToxB1, между TATA-боксом и интроном выявлено присутствие четырех микросателлитов размером 25 пн. У исследуемых штаммов в 5’UTR-области toxb2 перед интроном обнаружена инсерция 167 пн, такая же, как у референсной последовательности гена toxb2 штамма P. tritici-repentis SD20, которая отсутствует во всех известных последовательностях ToxB1, и, вероятно, влияет на функциональность гена. Накопление информации о структуре гена toxb2 имеет значение для понимания эволюции ToxB/toxb-генов гриба P. tritici-repentis.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Мироненко

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Автор, ответственный за переписку.
Email: nina2601mir@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург, Пушкин, 196608

А. С. Орина

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: nina2601mir@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург, Пушкин, 196608

Н. М. Коваленко

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: nina2601mir@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург, Пушкин, 196608

Список литературы

  1. Lamari L., Strelkov S., Yahyaoui A. et al. The identification of two new races of Pyrenophora tritici-repentis from the host center of diversity confirms a one-to-one relationship in tan spot of wheat // Phytopathol. 2003. V. 93. P. 391–396. https://doi.org/10.1094/PHYTO.2003.93.4.391
  2. Ciuffetti L.M., Manning V.A., Pandelova I. et al. Host-selective toxins, Ptr ToxA and Ptr ToxB, as necrotrophic effectors in the Pyrenophora tritici-repentis-wheat interaction // New Phytologist. 2010. V. 187. № 4. P. 911–919. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2010.03362.x
  3. Shi G., Kariyawasam G., Liu S. et al. A conserved hypothetical gene is required but not sufcient for Ptr ToxC production in Pyrenophora tritici-repentis // Mol. Plant Microbe Interact. 2022. V. 35. P. 336–348. https://doi.org/10.1094/MPMI-12-21-0299-R
  4. Aboukhaddour R., Hafez M., McDonald M. et al. A revised nomenclature for ToxA haplotypes across multiple fungal species // Phytopathol. 2023. V. 113. № 7. P. 1180–1184. https://doi.org/10.1094/PHYTO-01-23-0017-SC
  5. Hafez M., Gourlie R., McDonald M. et al. Evolution of the Toxb gene in Pyrenophora tritici-repentis and related species // Mol. Plant Microbe Interact. 2024. V. 37. P. 327–337. https://doi.org/10.1094/MPMI-08-23-0114-FI
  6. Strelkov S.E., Lamari L. Host-parasite interaction in tan spot Pyrenophora tritici-repentis of wheat // Can. J. Plant Pathol. 2003. V. 25. P. 339–349. https://doi.org/10.1080/07060660309507089
  7. Martinez J.P., Oesch N.W., Ciuffetti L.M. Characterization of the multiple-copy host-selective toxin gene, ToxB, in pathogenic and nonpathogenic isolates of Pyrenophora tritici-repentis // Mol. Plant Microbe Interact. 2004. V. 17. P. 467–474. https://doi.org/10.1094/MPMI.2004.17.5.467
  8. Strelkov S.E., Kowatsch R.F., Ballance G.M., Lamari L. Characterization of the ToxB gene from North African and Canadian isolates of Pyrenophora tritici-repentis // Physiol. Mol. Plant Pathol. 2006. V. 67. P. 164–170. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2005.12.004
  9. Amaike S., Ozga J.A., Basu U. et al. Quantification of ToxB gene expression and formation of appressoria by isolates of Pyrenophora tritici-repentis differing in pathogenicity // Plant Pathol. 2008. V. 57. P. 623–633. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2007.01821.x
  10. Ali S., Francl L.J., De Wolf E.D. First report of Pyrenophora tritici-repentis race 5 from North America // Plant Dis. 1999. V. 83. P. 591. https://doi.org/10.1094/PDIS.1999.83.6.591A
  11. Lamari L., Strelkov S.E., Yahyaoui A. et al. Virulence of Pyrenophora tritici-repentis in the countries of the Silk Road // Can. J. Plant Pathol. 2005. V. 27. P. 383–388. https://doi.org/10.1080/07060660509507236
  12. Benslimane H., Lamari L., Benbelkacem A. et al. Distribution of races of Pyrenophora tritici-repentis in Algeria and identification of a new virulence type // Phytopathol. Mediterr. 2011. V. 50. P. 203–211. https://doi.org/10.14601/Phytopathol_Mediterr-8746
  13. Gamba F.M., Bassi F.M., Finckh M.R. Race structure of Pyrenophora tritici-repentis in Morocco // Phytopathol. Mediterr. 2017. V. 56. P. 119–126. https://doi.org/10.14601/ Phytopathol_Mediterr-18830
  14. Kamel S., Cherif M., Hafez M. et al. Pyrenophora tritici-repentis in Tunisia: Race structure and effector genes // Front. Plant Sci. 2019. V. 10. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01562
  15. Antoni E.A., Rybak K., Tucker M.P. et al. Ubiquity of ToxA and absence of ToxB in Australian populations of Pyrenophora tritici-repentis // Austral. Plant Path. 2010. V. 39. P. 63–68. https://doi.org/10.1071/AP09056
  16. Guo J., Shi G., Kalil A. et al. Pyrenophora tritici-repentis race 4 isolates cause disease on tetraploid wheat // Phytopathol. 2020. V. 110. P. 1781–1790. https://doi.org/10.1094/phyto-05-20-0179-r
  17. Wei B., Moscou M.J., Sato K. et al. Identification of a locus conferring dominant susceptibility to Pyrenophora tritici-repentis in barley // Front. Plant Sci. 2020. V. 11. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00158
  18. Andrie R.M., Pandelova I., Ciuffetti L.M. A combination of phenotypic and genotypic characterization strengthens Pyrenophora tritici-repentis race identification // Phytopathol. 2007. V. 97. P. 694–701. https://doi.org/10.1094/PHYTO-97-6-0694
  19. Мироненко Н.В., Орина А.С., Коваленко Н.М., Зубко Н.Г. Расовый состав и изменчивость гена ToxA в географически отдаленных популяциях Pyrenophora tritici-repentis // Микол. и фитопатол. 2024. Т. 58. № 3. С. 246–253. https://doi.org/10.31857/S0026364824030064
  20. Михайлова Л.А., Гультяева Е.И., Кокорина Н.М. Лабораторные методы культивирования возбудителя желтой пятнистости пшеницы Pyrenophora tritici-repentis // Микол. и фитопатол. 2002. Т. 36. № 1. С. 63–67.
  21. Gluck-Thaler E., Ralston T., Konkel Z. et al. Giant Starship elements mobilize accessory genes in fungal genomes // Mol. Biol. Evol. 2021. V. 39. https://doi.org/10.1093/molbev/msac109
  22. Gourlie R., McDonald M., Hafez M. et al. The pangenome of the wheat pathogen Pyrenophora tritici-repentis reveals novel transposons associated with necrotrophic efectors ToxA and ToxB // BMC Biol. 2022. V. 20. Art. 239. https://doi.org/10.1186/s12915-022-01433-w
  23. McDonald M.C., Taranto A.P., Hill E. et al. Transposon-mediated horizontal transfer of the host-specific virulence protein ToxA between three fungal wheat pathogens // mBio. 2019. V. 10. https://doi.org/10.1128/mBio.01515-19
  24. Мироненко Н.В., Орина А.С., Коваленко Н.М. Новый инсерционный элемент в гене ToxA гриба Pyrenophora tritici-repentis // Генетика. 2024. T. 60. № 9. С. 000.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структура генов ToxB1 и toxb2 у штаммов P. tritici-repentis.

Скачать (177KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025