Race-specific leaf and root resistance of winter oilseed rape (Brassica napus L.) to Xanthomonas campestris pv. campestris

Anastasiia V. Vishnyakova; Mikhail A. Nikitin; Olesya O. Rumiantseva; Aleksei A. Mironov; Sokrat G. Monakhos

doi:10.12731/2658-6649-2025-17-2-1043

Anastasiia V. Vishnyakova Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева https://orcid.org/0000-0002-9160-1164
Mikhail A. Nikitin Селекционно-семеноводческий центр овощных культур РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева https://orcid.org/0009-0007-5557-1192
Olesya O. Rumiantseva Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева https://orcid.org/0009-0002-3248-7514
Aleksei A. Mironov Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева https://orcid.org/0000-0002-0297-500X
Sokrat G. Monakhos Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева https://orcid.org/0000-0001-9404-8862

DOI: https://doi.org/10.12731/2658-6649-2025-17-2-1043

Ключевые слова: расоспецифическая реакция, сосудистый бактериоз, корневая устойчивость, листовая устойчивость, озимый рапс, Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc)

Аннотация

Обоснование. О распространении сосудистого бактериоза в посевах озимого рапса сообщают исследователи из Франции, Сербии, России. Выращивание устойчивых сортов и гибридов считается наиболее эффективным методом снижения экономического ущерба от болезни. Сложность селекции на устойчивость к сосудистому бактериозу заключается в наличии не менее 11 рас патогена, к каждой из которых необходим свой ген устойчивости. Исследования расоспецифической устойчивости озимого рапса на искусственном инфекционном фоне ограничены изучением устойчивости к 1 и 4 расам Xanthomonas campestris pv. campestris методом прокола листовой пластинки.

Цель. Изучить проявление листовой и корневой устойчивости рапса (Brassica napus L.) к сосудистому бактериозу, выявить источники высокой расоспецифической устойчивости к 1, 3, 4 и 6 расам Xanthomonas campestris pv. campestris.

Материалы и методы. Скрининг устойчивости к сосудистому бактериозу на искусственном инфекционном фоне проводили с использованием генетической коллекции озимого рапса, представленной 30 образцами. Инокуляцию суспензией бактерий 1, 3, 4 и 6 рас Xanthomonas campestris pv. campestris проводили в контролируемых условиях климатической камеры методами прокола листовой пластинки и травмированием корней. Оценку симптомов поражения сосудистым бактериозом проводили по двухбалльной шкале.

Результаты. В генетической коллекции озимого рапса выявлен 1 источник листовой устойчивости к 4 расе Xanthomonas campestris pv. campestris Тегг. При инокуляции растений рапса травмированием корневой системы выделены образцы Дагг с корневой устойчивостью к 4 расе Xanthomonas campestris pv. campestris и Фагг с корневой устойчивостью к 3 расе.

Заключение. У озимого рапса выявлены две независимые расоспецифические системы устойчивости к сосудистому бактериозу, которые проявляются при разных методах инокуляции возбудителем сосудистого бактериоза. Выявленные источники устойчивости могут быть использованы в селекционных программах рапса на устойчивость. Требуется проведение гибридологического и молекулярно-генетического анализа каждой из выявленных систем устойчивости.

Информация о спонсорстве. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в соответствии с соглашением 075-15-2023-220 на поддержку программы развития университета "Приоритет-2030".

EDN: KKBEWM

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Anastasiia V. Vishnyakova, Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева

к-т сельхоз. наук, доцент кафедры ботаники, селекции и семеноводства садовых растений

Mikhail A. Nikitin, Селекционно-семеноводческий центр овощных культур РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева

инженер-исследователь

Olesya O. Rumiantseva, Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева

магистрант 1 года обучения

Aleksei A. Mironov, Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева

к-т сельхоз. наук, доцент, доцент кафедры ботаники, селекции и семеноводства садовых растений

Sokrat G. Monakhos, Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева

д-р сельхоз. наук, профессор, заведующий кафедры ботаники, селекции и семеноводства садовых растений

Литература

Артемьева, А. М., Игнатов, А. Н., Волкова, А. И., Кочерина, Н. В., Коноплева, М. Н., & Чесноков, Ю. В. (2018). Физиолого-генетические компоненты устойчивости к сосудистому бактериозу у линий удвоенных гаплоидов Brassica rapa L. Сельскохозяйственная биология, 53(1), 157-169. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.1.157rus EDN: https://elibrary.ru/vzwyix

Во Тхи Нгок Ха, Джалилов, Ф. С., Виноградова, С. В., Кырова, Е. И., & Игнатов, А. Н. (2014). Генетическое разнообразие возбудителя сосудистого бактериоза в России: полиморфизм пцр фрагментов. Защита картофеля, (2), 21-25.

Во Тхи Нгок Ха, Джалилов, Ф. С., & Игнатов, А. Н. (2015). Оценка устойчивости различных гибридов белокочанной капусты к сосудистому бактериозу. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство, (2), 7-15.

Во Тхи Нгок Ха, Джалилов, Ф. С., Мазурин, Е. С., Кырова, Е. И., Виноградова, С. В., Шаад, Н. В., Ластер, Д., & Игнатов, А. Н. (2014). Распространение нового генотипа Xanthomonas campestris pv. campestris в России в 2012 гг. Защита картофеля, (2), 26-28.

Джалилов, Ф. С., Корсак, И. В., & Монахос, Г. Ф. (1995). Сравнение методов оценки устойчивости капусты к сосудистому бактериозу. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, (2), 147-153.

Игнатов, А. Н., Джалилов, Ф. С., Мирошников, К. А., & Евсеев, П. В. (2021). Xanthomonas campestris: основные результаты и проблемы исследования возбудителя сосудистого бактериоза капустных. Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты, 13, 153-168. https://doi.org/10.47612/2226-3136-2021-13-153-168 EDN: https://elibrary.ru/qpqqt

Лазарев, А. М., Мысник, Е. Н., & Игнатов, А. Н. (2017). Ареал и зона вредоносности сосудистого бактериоза капусты. Вестник защиты растений, 1(91), 52-55.

Матвеева, Е. В., Игнатов, А. Н., Политыко, В. А., & Фокина, В. Г. (2008). Бактериальные болезни рапса. Защита и карантин растений, (12), 23-24.

Монахос, С. Г., & Елышко, Н. В. (2015). Устойчивость капусты к сосудистому бактериозу. Картофель и овощи, (9), 38-39.

Орынбаев, А. Т., Джалилов, Ф. С., & Монахос, Г. Ф. (2019). Методы оценки и характер наследования стеблевой устойчивости к сосудистому бактериозу у белокочанной капусты. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, (1), 45-55.

Afrin, K. S., Rahim, M. A., Rubel, M. H., Natarajan, S., Song, J., Kim, H., Park, J., & Nou, I. (2018). Development of race-specific molecular marker for Xanthomonas campestris pv. campestris race 3, the causal agent of black rot of crucifers. Canadian Journal of Plant Science, 98(5), 1119-1125. https://doi.org/10.1139/cjps-2018-0035

Ignatov, A., Kuginuki, Y., & Hida, K. (1998). Race-specific reaction of resistance to black rot in Brassica oleracea. European Journal of Plant Pathology, 104(8), 821-827. https://doi.org/10.1023/A:1008642829156

Ignatov, A., Kuginuki, Y., & Hida, K. (2000). Distribution and inheritance of race-specific resistance to Xanthomonas campestris pv. campestris in Brassica rapa and B. napus. Journal of Russian Phytopathology, 1, 89-94.

Jelušić, A., Berić, T., Mitrović, P., Dimkić, I., Stanković, S., Marjanović-Jeromela, A., & Popović, T. (2020). New insights into the genetic diversity of Xanthomonas campestris pv. campestris isolates from winter oilseed rape in Serbia. Plant Pathology, 70(1), 35-49. https://doi.org/10.1111/ppa.13273 EDN: https://elibrary.ru/cpiysj

Lema, M., Soengas, P., Velasco, P., Francisco, M., & Cartea, M. E. (2011). Identification of Sources of Resistance to Xanthomonas campestris pv. campestris in Brassica napus Crops. Plant Disease, 95(3), 292-297. https://doi.org/10.1094/PDIS-06-10-0428 EDN: https://elibrary.ru/okxkzr

Lu, L., Monakhos, S. G., Lim, Y. P., & Yi, S. Y. (2021). Early defense mechanisms of Brassica oleracea in response to attack by Xanthomonas campestris pv. campestris. Plants, 10(12), 2705. https://doi.org/10.3390/plants10122705 EDN: https://elibrary.ru/kvcjgg

Mansfield, J., Genin, S., Magori, S., Citovsky, V., Sriariyanum, M., Ronald, P., Dow, M., Verdier, V., Beer, S. V., Machado, M. A., Toth, I., Salmond, G., & Foster, G. D. (2012). Top 10 plant pathogenic bacteria in molecular plant pathology. Molecular Plant Pathology, 13(6), 614-629. https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2012.00804.x EDN: https://elibrary.ru/rntqyz

Popović, T., Balaž, J., Starović, M., Trkulja, N., Ivanović, Ž., Ignjatov, M., & Jošić, D. (2013). First Report of Xanthomonas campestris pv. campestris as the Causal Agent of Black Rot on Oilseed Rape (Brassica napus) in Serbia. Plant Disease, 97(3), 418. https://doi.org/10.1094/PDIS-07-22-1389-PDN

Popović, T., Mitrović, P., Jelušić, A., Dimkić, I., Marjanović-Jeromela, A., Nikolić, I., & Stanković, S. (2019). Genetic diversity and virulence of Xanthomonas campestris pv. campestris isolates from Brassica napus and six Brassica oleracea crops in Serbia. Plant Pathology, 68(8), 1448-1457. https://doi.org/10.1111/ppa.13064 EDN: https://elibrary.ru/vnoukw

Rubel, M. H., Robin, A. H. K., Natarajan, S., Vicente, J. G., Kim, H., Park, J., & Nou, I. (2017). Whole-Genome Re-Alignment Facilitates Development of Specific Molecular Markers for Races 1 and 4 of Xanthomonas campestris pv. campestris, the Cause of Black Rot Disease in Brassica oleracea. International Journal of Molecular Sciences, 18(12), 2523. https://doi.org/10.3390/ijms18122523 EDN: https://elibrary.ru/ykarre

Vicente, J. G., Taylor, J. D., Sharpe, A. G., Parkin, I. A. P., Lydiate, D. J., & King, G. J. (2002). Inheritance of race-specific resistance to Xanthomonas campestris pv. campestris in Brassica Genomes. Phytopathology, 92(10), 1032-1148. https://doi.org/10.1094/PHYTO.2002.92.10.113 EDN: https://elibrary.ru/lzvbmj

Vicente, J. G., & Holub, E. B. (2012). Xanthomonas campestris pv. campestris (cause of black rot of crucifers) in the genomic era is still a worldwide threat to brassica crops. Molecular Plant Pathology, 14(1), 2-18. https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2012.00833.x EDN: https://elibrary.ru/rouenv

Zubko, O., Monakhos, S., & Monakhos, G. (2018). Rb gene introgression from Brassica carinata to Brassica oleracea. Acta Hortic, 1202, 107-112. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2018.1202.16 EDN: https://elibrary.ru/aeuuxk

References

Artemyeva, A. M., Ignatov, A. N., Volkova, A. I., Kocherina, N. V., Konopleva, M. N., & Chesnokov, Yu. V. (2018). Physiological and genetic components of resistance to black rot in doubled haploid lines of Brassica rapa L. Agricultural Biology, 53(1), 157-169. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.1.157rus EDN: https://elibrary.ru/vzwyix

Vo Thi Ngoc Ha, Dzhalilov, F. S., Vinogradova, S. V., Kirovа, E. I., & Ignatov, A. N. (2014). Genetic diversity of the black rot pathogen in Russia: PCR fragment polymorphism. Potato Protection, (2), 21-25.

Vo Thi Ngoc Ha, Dzhalilov, F. S., & Ignatov, A. N. (2015). Evaluation of resistance of different white cabbage hybrids to black rot. Bulletin of the Peoples' Friendship University of Russia. Series: Agronomy and Animal Husbandry, (2), 7-15.

Vo Thi Ngoc Ha, Dzhalilov, F. S., Mazurin, E. S., Kirovа, E. I., Vinogradova, S. V., Shaad, N. V., Laster, D., & Ignatov, A. N. (2014). Spread of a new genotype of Xanthomonas campestris pv. campestris in Russia in 2012. Potato Protection, (2), 26-28.

Dzhalilov, F. S., Korsak, I. V., & Monakhos, G. F. (1995). Comparison of methods for assessing the resistance of cabbage to black rot. Izvestiya Timiryazevskaya Agricultural Academy, (2), 147-153.

Ignatov, A. N., Dzhalilov, F. S., Miroshnikov, K. A., & Evseev, P. V. (2021). Xanthomonas campestris: main results and problems of research of the black rot pathogen of cabbage. Microbial Biotechnology: Fundamental and Applied Aspects, 13, 153-168. https://doi.org/10.47612/2226-3136-2021-13-153-168 EDN: https://elibrary.ru/qpqqt

Lazarev, A. M., Mysnik, E. N., & Ignatov, A. N. (2017). Range and damage zone of cabbage black rot. Plant Protection Bulletin, 1(91), 52-55.

Matveeva, E. V., Ignatov, A. N., Polityko, V. A., & Fokina, V. G. (2008). Bacterial diseases of rapeseed. Protection and Quarantine of Plants, (12), 23-24.

Monakhos, S. G., & Elyshko, N. V. (2015). Resistance of cabbage to black rot. Potato and Vegetables, (9), 38-39.

Orynbaev, A. T., Dzhalilov, F. S., & Monakhos, G. F. (2019). Methods of assessment and inheritance of stem resistance to black rot in white cabbage. Izvestiya Timiryazevskaya Agricultural Academy, (1), 45-55.