Исследование эффективности подавления бактериального ожога бактериофагами в лабораторных условиях

  • Наталья Васильевна Бесараб Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-7569-827X
  • Александр Леонидович Лагоненко Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-7939-0659
  • Мария Анатольевна Летарова Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, пр. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 117312, г. Москва, Россия
  • Алла Константиновна Голомидова Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, пр. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 117312, г. Москва, Россия
  • Евгений Евгеньевич Куликов Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, пр. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 117312, г. Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-9101-1543
  • Андрей Викторович Летаров Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, пр. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 117312, г. Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-6991-1983
  • Анатолий Николаевич Евтушенков Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-2755-6979
DOI: https://doi.org/10.33581/2957-5060-2022-1-59-69

Аннотация

В качестве биологического средства контроля бактериального ожога исследованы бактериофаги Erwinia amylovora Hena2, Roscha1, Pixel, Dichka и VyarbaS на модельных объектах – цветках и листьях груши. При обработке бактериофагом за 1 ч до инокуляции E. amylovora 1/79Sm статистически значимых отличий в симптомах по сравнению с контролем не обнаружено. Однако отмечено снижение титра патогена на 1–3 порядка при содержании в инокуляте 106–108 КОЕ/мл E. amylovora и обработке бактериофагом за 1 ч до заражения патогеном.

Биографии авторов

Наталья Васильевна Бесараб, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

аспирантка кафедры молекулярной биологии биологического факультета. Научный руководитель – А. Н. Евтушенков

Александр Леонидович Лагоненко, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры молекулярной биологии биологического факультета

Мария Анатольевна Летарова, Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, пр. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 117312, г. Москва, Россия

младший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов

Алла Константиновна Голомидова, Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, пр. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 117312, г. Москва, Россия

кандидат биологических наук; научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов

Евгений Евгеньевич Куликов, Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, пр. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 117312, г. Москва, Россия

кандидат биологических наук; старший научный сотрудник, заместитель заведующего лабораторией вирусов микроорганизмов

Андрей Викторович Летаров, Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, пр. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 117312, г. Москва, Россия

доктор биологических наук; заведующий лабораторией вирусов микроорганизмов

Анатолий Николаевич Евтушенков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор биологических наук, профессор; заведующий кафедрой молекулярной биологии биологического факультета

Литература

  1. Vrancken K, Holtappels M, Schoofs H, Deckers T, Valcke R. Pathogenicity and infection strategies of the fire blight pathogen Erwinia amylovora in Rosaceae: state of the art. Microbiology. 2013;159(part 5):823–832. DOI: 10.1099/mic.0.064881-0.
  2. Johnson KB. Fire blight of apple and pear. The Plant Health Instructor [Internet]. 2000 [cited 2021 August 24]. Available from: https://www.apsnet.org/edcenter/disandpath/prokaryote/pdlessons/Pages/FireBlight.aspx. DOI: 10.1094/PHI-I-2000-0726-01.
  3. Bogs J, Bruchmüller I, Erbar C, Geider K. Colonization of host plants by the fire blight pathogen Erwinia amylovora marked with genes for bioluminescence and fluorescence. Phytopathology. 1998;88(5):416–421. DOI: 10.1094/PHYTO.1998.88.5.416.
  4. Momol MT, Norelli JL, Piccioni DE, Momol EA, Gustafson HL, Cummins JN, et al. Internal movement of Erwinia amylovora through symptomless apple scion tissues into the rootstock. Plant Disease. 1998;82(6):646–650. DOI: 10.1094/PDIS.1998.82.6.646.
  5. Santander RD, Català-Senent JF, Figàs-Segura À, Biosca EG. From the roots to the stem: unveiling pear root colonization and infection pathways by Erwinia amylovora. FEMS Microbiology Ecology. 2020;96(12):fiaa210. DOI: 10.1093/femsec/fiaa210.
  6. Gusberti M, Klemm U, Meier MS, Maurhofer M, Hunger-Glaser I. Fire blight control: the struggle goes on. A comparison of different fire blight control methods in Switzerland with respect to biosafety, efficacy and durability. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2015;12(9):11422–11447. DOI: 10.3390/ijerph120911422.
  7. CABI. Erwinia amylovora (fireblight) [Internet]. In: Invasive species compendium. Wallingford: CAB International; 2021 [cited 2021 August 24]. Available from: https://www.cabi.org/isc/datasheet/21908.
  8. Dagher F, Olishevska S, Philion V, Jie Zheng, Déziel E. Development of a novel biological control agent targeting the phytopathogen Erwinia amylovora. Heliyon. 2020;6(10):e05222. DOI: 10.1016/j.heliyon.2020.e05222.
  9. Aćimović SG, Quan Zeng, McGhee GC, Sundin GW, Wise JC. Control of fire blight (Erwinia amylovora) on apple trees with trunk-injected plant resistance inducers and antibiotics and assessment of induction of pathogenesis-related protein genes. Frontiers in Plant Science. 2015;6:16. DOI: 10.3389/fpls.2015.00016.
  10. Jones JB, Jackson LE, Balogh B, Obradovic A, Iriarte FB, Momol MT. Bacteriophages for plant disease control. Annual Review of Phytopathology. 2007;45:245–262. DOI: 10.1146/annurev.phyto.45.062806.094411.
  11. Doffkay Z, Dömötör D, Kovács T, Rákhely G. Bacteriophage therapy against plant, animal and human pathogens. Acta Biologica Szegediensis. 2015;59(supplement 2):291–302.
  12. Nagy JK, Schwarczinger I, Künstler A, Pogány M, Király L. Penetration and translocation of Erwinia amylovora-specific bacteriophages in apple – a possibility of enhanced control of fire blight. European Journal of Plant Pathology. 2015;142(4):815–827. DOI: 10.1007/s10658-015-0654-3.
  13. Nagy JK, Király L, Schwarczinger I. Phage therapy for plant disease control with a focus on fire blight. Central European Journal of Biology. 2012;7(1):1–12. DOI: 10.2478/s11535-011-0093-x.
  14. Boulé J, Sholberg PL, Lehman SM, O’Gorman DT, Svircev AM. Isolation and characterization of eight bacteriophages infecting Erwinia amylovora and their potential as biological control agents in British Columbia, Canada. Canadian Journal of Plant Pathology. 2011;33(3):308–317. DOI: 10.1080/07060661.2011.588250.
  15. Müller I, Lurz R, Kube M, Quedenau C, Jelkmann W, Geider K. Molecular and physiological properties of bacteriophages from North America and Germany affecting the fire blight pathogen Erwinia amylovora. Microbial Biotechnology. 2011;4(6):735–745. DOI: 10.1111/j.1751-7915.2011.00272.x.
  16. Schwarczinger I, Kiss E, Süle S, Tóth M, Hevesi M. Control of fire blight by bacteriophages on apple flowers. In: Sobiczewski P, Kaluzna M, Pulawska J, editors. Proceedings of the 12th International Workshop on Fire Blight; 2010 August 16–20; Warsaw, Poland. [S. l.]: International Society for Horticultural Science; 2011. p. 457–462 (Acta Horticulturae; volume 896). DOI: 10.17660/ActaHortic.2011.896.66.
  17. Born Y, Fieseler L, Thöny V, Leimer N, Duffy B, Loessner MJ. Engineering of bacteriophages Y2::dpoL1-C and Y2::luxAB for efficient control and rapid detection of the fire blight pathogen, Erwinia amylovora. Applied and Environmental Microbiology. 2017;83(12):e00341-17. DOI: 10.1128/AEM.00341-17.
  18. Schwarczinger I, Nagy JK, Künstler A, Szabó L, Geider K, Király L, et al. Characterization of Myoviridae and Podoviridae family bacteriophages of Erwinia amylovora from Hungary – potential of application in biological control of fire blight. European Journal of Plant Pathology. 2017;149(3):639–652. DOI: 10.1007/s10658-017-1214-9.
  19. Bellemann P, Bereswill S, Berger S, Geider K. Visualization of capsule formation by Erwinia amylovora and assays to determine amylovoran synthesis. International Journal of Biological Macromolecules. 1994;16(6):290–296. DOI: 10.1016/0141-8130(94)90058-2.
  20. Moragrega C, Llorente I, Manceau C, Montesinos E. Susceptibility of European pear cultivars to Pseudomonas syringae pv. syringae using immature fruit and detached leaf assays. European Journal of Plant Pathology. 2003;109(4):319–326. DOI: 10.1023/A:1023574219069.
  21. Ferree DC, Warrington IJ, editors. Apples: botany, production and uses. Cambridge: CABI Publishing; 2003. XI, 660 p. DOI: 10.1079/9780851995922.0000.
  22. Teviotdale BL. Fire blight [Internet]. Davis: University of California; 2011 [cited 2021 August 24]. Available from: http://ipm.ucanr.edu/PDF/PESTNOTES/pnfireblight.pdf (Pest notes; 7414).
  23. Evans K, Frank E, Beddes T, Pace M, Shao M, Moulton A. Fire blight [Internet]. Logan: Utah State University Extension; 2008 [cited 2021 August 24]. Available from: https://extension.usu.edu/files-ou/publications/factsheet/fire-blight-08.pdf. Co-published by the Utah Plant Pest Diagnostic Laboratory.
  24. Bogs J, Richter K, Kim W‐S, Jock S, Geider K. Alternative methods to describe virulence of Erwinia amylovora and host‐plant resistance against fireblight. Plant Pathology. 2004;53(1):80–89. DOI: 10.1111/j.1365-3059.2004.00954.x.
Опубликован
2022-02-21
Ключевые слова: бактериальный ожог, бактериофаги, Erwinia amylovora, груша, защита растений
Как цитировать
Бесараб, Н. В., Лагоненко, А. Л., Летарова, М. А., Голомидова, А. К., Куликов, Е. Е., Летаров, А. В., & Евтушенков, А. Н. (2022). Исследование эффективности подавления бактериального ожога бактериофагами в лабораторных условиях. Экспериментальная биология и биотехнология, 1, 59-69. https://doi.org/10.33581/2957-5060-2022-1-59-69
Выпуск
№ 1 (2022): Экспериментальная биология и биотехнология
Раздел
Биотехнология и микробиология

Copyright (c) 2022 Экспериментальная биология и биотехнология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).