Авторы: Луз Марсела Йепс, Том Берр, Чери Рейд и Марк Фукс (Luz Marcela Yepes, Tom Burr, Cherie Reid, and Marc Fuchs), Корнельский университет (Cornell University)
На фото: бактериальный рак винограда, фото Красохиной С.И.
Коротко о главном
Бактериальный рак винограда – общемировая проблема, он приводит к потерям производства, повышению затрат на возделывание виноградников и возможной замене кустов.
Подробнее о бактериальном раке здесь:
Бактериальный рак в вопросах и ответах
Что мы знаем о бактериальном раке
Текущие стратегии управления бактериальным раком ограничены агротехническими мероприятиями, поскольку химические препараты не могут воздействовать на бактерии, находящиеся в виноградных лозах.
Предыдущие диагностические тесты не были достаточно чувствительными, чтобы постоянно обнаруживать бактерии этого заболевания, и часто имели ложноотрицательный результат, то есть показывали, что лозы были чистыми, когда они были заражены.
Был разработан новый диагностический тест, который в 10 000 раз более чувствителен, чем предыдущий тест, что снижает потенциальную ошибку.
В этом исследовании использовалась культура тканей для получения чистых лоз из зараженных маточных лоз.
Повторные тестирования лоз из культуры тканей показали, что бактерия рака была уничтожена.
Теперь подробнее.
Введение.
Бактериальный рак винограда (бактериальное заболевание, вызываемое Agrobacterium vitis ) представляет собой серьезную проблему на виноградниках по всему миру. Образование язв на штамбах, плечах и рукавах винограда тормозит рост и производство винограда и приводит к экономическим потерям, как с точки зрения производства ягод, так и возможной замены винограда.
Управление в настоящее время ограничено культурными практиками, так как системный характер инфекции защищает бактерии от химических препаратов, также не была доказана устойчивость к хозяину.
В настоящий момент распространена практика использования термообработки черенков в состоянии покоя для уменьшения частоты появления бактериального рака при размножении винограда. Однако высокие температуры, необходимые для устранения A. vitis, привели к значительной гибели почек, что делает этот метод удаления возбудителя бактериального рака менее эффективным.
В то время как в прошлом предпринимались попытки устранить возбудителя бактериального рака через культуру тканей (in vitro), разработка нового высокочувствительного теста (MCH-qPCR) показала, что многие лозы, которые ранее считались «чистыми», были фактически инфицированы.
Целью данного эксперимента было создание посредством повторяющихся циклов размножения и тестирования ряда растений, не содержащих патогенов, которые можно будет выращивать на винограднике.
Материалы и методы.
Чтобы получить виноградные лозы, не содержащие возбудителя бактериального рака A. vitis, кончики побегов отбирали из выращенных в теплице виноградных лоз (A) и обрезали лишние листья и ткани до тех пор, пока они не были оставлены с апикальным зачатком, готовым для культивирования (BD).
Апикальные меристемы (E) и пазушные зачатки (F) были обрезаны и рассечены перед размножением.
Затем растения выращивали как на твердой среде (G), так и на жидкой среде, используя мостик из фильтровальной бумаги (H), и тестировали с использованием надежной исследовательской процедуры, называемой «гибридизация с магнитным захватом», основанной на технологии магнитных наночастиц (MCH-qPCR) (I), после по меньшей мере трех перемещений растений на чистый субстрат.
Ростки, которые дали отрицательный результат на A. vitis, были выращены в почве и пересажены в теплицу для дальнейшего тестирования (J).
Растения с отрицательными пробами содержались в теплице и проверялись на наличие A. vitis в течение следующих двух сезонов (K) (рисунок 1).
Рисунок 1.
Результаты.
Даже когда абсолютно точно известно, что виноградная лоза заражена возбудителем бактериального рака, некоторые образцы не дают положительных результатов из-за подвижности бактерий по всему растению. Таким образом, растения, отобранные с помощью этого процесса, должны были быть проверены несколько раз, чтобы убедиться в отсутствии бактерий A. vitis.
После двух лет отбора, размножения и тестирования 100% отобранных и размноженных с помощью культуры тканей растений были чистыми.
Выводы и практические соображения.
Используя недавно разработанный диагностический тест, который в 10 000 раз более чувствителен, чем ранее использовавшийся, было установлено, что при повторном отборе и культивировании тканей можно получить лозы, не содержащие патогенов, которые затем можно высаживать в виноградник в качестве чистого растительного материала.
Из-за системного характера инфекции и повсеместного присутствия бактерий в окружающей среде (было обнаружено, что они живут на поверхности многочисленных виноградных лоз и дикого винограда), вероятна возможная вторичная инфекция виноградника. Тем не менее, удаление возбудителя бактериального рака из питомника будет препятствовать попаданию патогена в рану трансплантата при производстве привитых саженцев винограда.
В сочетании с агротехническими приемами, направленными на снижение развития бактериального рака на винограднике (окучивание места прививки перед зимним периодом, использование двух штамбов, контролирование энергии роста кустов и др.), это может значительно снизить экономические последствия.
Внедрение этой процедуры и тестирование в промышленности может значительно снизить вредоносность бактериального рака, уменьшив затраты, связанные с заменой штамбов или рукавов кустов винограда.
Опубликовано в Am. J. Enol. Vitic. 2019, 70(3).
