Биологи РУДН разработали ПЦР-тест для ранней диагностики мягкой гнили у картофеля

Бактерии группы Soft Rot Pectobacteriaceae (SRP) вызывают распространенную болезнь картофеля — «мягкую гниль», или «черную кожу». Бактерии поражают клубень через повреждения кожицы или естественные отверстия и могут распространяться через зараженную почву и растительные остатки на здоровые растения. Чтобы предотвратить распространение патогена, необходимо своевременно обнаружить заболевание. Для этого используются ПЦР-тесты. Однако они не вполне отвечают современным данным — ПЦР-тесты определяют наличие бактерий SRP в растении, но не позволяют отличить разные бактерии этой группы друг от друга для уточнения диагноза. Биолог РУДН совместно с коллегами из МГУ и Института биоорганической химии разработал ПЦР-тест, чувствительный к бактерии Pectobacterium parmentieri (Ppa) из группы SRP.

«Анализ, который сейчас используют в фитодиагностике, позволяет лишь приблизительно предположить патоген, учитывая, откуда был выделен штамм. Однако он по-прежнему не позволяет выявлять специфические виды и потому уже несколько устарел из-за уточнения данных о таксономии группы», — доктор биологических наук Александр Игнатов, профессор агробиотехнологического департамента РУДН.

Биологи РУДН разработали ПЦР-тест, который показал высокую чувствительность к Ppa — он способен зафиксировать 100-1000 колониеобразующих единиц в миллилитре образца. Это соответствует скрытой фазе заболевания, когда растение уже заражено, но внешних признаков этого еще не наблюдается.

Биологи определили участки генома, специфичных конкретно для Pectobacterium parmentieri. Для этого ученые сравнили более 200 бактериальный геномов Ppa, известных к началу 2021 года. Геном разделяли на короткие фрагменты и сравнивали каждый из них с остальными. В результате биологи РУДН получили фрагменты, которые встречаются во всех бактериях Ppa, но не попадаются в геномах других видов. Для этих участков исследователи разработали тест ПЦР — полимеразной цепной реакции. Его суть заключается в многократном копировании заданного последовательности генов при помощи ферментов. Биологи подобрали необходимые ферменты и проверили эффективность теста на искусственно зараженном картофеле.

«Видоспецифичный фрагмент, который мы выявили, не только уникален для Pectobacterium parmentieri, это еще и часть гена, который отвечает за патогенность бактерии. Высокая специфичность разработанного анализа особенно важна для биоконтроля заболеваний растений, вызываемых бактериями SRP», — доктор биологических наук Александр Игнатов, профессор агробиотехнологического департамента РУДН.

Исследование опубликовано в журнале Plants.