Пцр диагностика вирусов картофеля

Обновлено: 24.04.2024

Вирусные заболевания картофеля представляют значительную опасность для сохранности посевных качеств и урожайности. Вирусы - это неклеточные организмы, которые могут воспроизводиться только внутри живых клеток, используя генетический материал хозяина для собственного размножения. Будучи мельчайшим из всех живых организмов, вирус состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), заключённой в белковую оболочку. Поскольку вне клетки хозяина вирус не проявляет признаков живого организма и слишком мелок для световых микроскопов, диагностика картофеля для клонального размножения и анализ качества посадочного материала картофеля осуществляется лабораторными молекулярными методами: иммуноферментным анализом (ИФА) или полимеразной цепной реакцией (ПЦР).

Вирусы вызывают ряд общих симптомов на наземной части поражённого растения. Это, как правило, общее угнетение растения, скручивание, морщинистость или пятнистость (мозаичность) листьев. Симптомы могут быть типичными для какого-то определённого вируса, но, в большей степени, разные вирусы могут вызвать схожие симптомы. Более того, различные сорта картофеля могут по-разному реагировать на заражение одним и тем же вирусом. В некоторых случаях, вирусные инфекции протекают бессимптомно.

Несмотря на то, что вирусы редко убивают картофельное растение, они могут оказывать существенное негативное влияние на развитие растений, урожайность и качество клубней и являются основной причиной дегенерации (вырождения) картофеля. Поскольку картофель размножают вегетативно и возбудители болезней картофеля могут переходить в дочерние клубни, доля заражённых вирусами растений увеличивается по мере размножения посевного материала. Диагностика вирусов картофеля проводится для того, чтобы выяснить, заражен посевной материал или нет.

Производство и сертификация семенного картофеля требуют полного отсутствия вирусов в исходном материале и, по возможности, поддержания безвирусного статуса растений при их размножении. Введение картофеля в стерильную культуру с использованием апикальной меристемы в сочетании с термической обработкой позволяет получить безвирусный материал. Как правило, в развитых хозяйствах исходный материал культивируемых сортов поддерживается в стерильной культуре клональным размножением и новые партии семенного картофеля получают из этих тщательно контролируемых и свободных от вирусов и бактериальных патогенов фондов. Иммуноферментный анализ на вирусы картофеля обычно используется для контроля заболеваний в большинстве диагностических лабораторий.

На настоящий момент, известно более 50 видов вирусов картофеля, большинство из которых, либо не вызывают серьёзных проблем, либо имеют очень узкий ареал распространения. В России согласно ГОСТ Р 53136-2008 семенной материал высоких репродукций должен быть свободен от 5 вирусов: Y-, X-, S-, M-вирусов картофеля и вируса скручиваемости листьев картофеля.

Вирус Y (PVY) является одним из тяжелейших вирусов картофеля по степени воздействия на снижение урожайности. В зависимости от условий, сорта и присутствия других вирусов в поражённом растении потери могут достигать 70 %. Симптомы первичного заражения вирусом весьма разнообразны и определяются не только сортом картофеля и условиями культивирования, но и штаммом вируса. Как правило, это черно-коричневые угловатые некрозы листьев, пятнистость, пожелтение, пониклость или опадение листьев и преждевременное отмирание растений. Симптомы вторичного заражения выражаются в карликовости растения и пятнистости и морщинистости листьев. Симптомы заражения вирусом Y картофеля могут проявляться как на всём растении, так и на нескольких листьях или отдельных побегах.

Наряду с Y вирусом, вирус скручиваемости листьев картофеля (PLRV) один из самых тяжелых вирусов. Потери урожая при высоком уровне заражения могут достигать 50%. Симптомы, характерные для первичного и вторичного заражения различны. При первичном заражении, происходящем в текущем сезоне, как правило, повреждаются верхние листья – они скручиваются внутрь, бледнеют и, иногда, несколько краснеют. Вторичная инфекция, развивающаяся из заражённых клубней, протекает с гораздо более тяжёлыми симптомами – повреждение листьев начинается снизу и распространяется по всему растению. Листья скручиваются, бледнеют, краснеют и усыхают. Повреждённые растения формируют нормальные по форме, но более мелкие клубни. Развивается некроз флоэмы, который в клубнях носит название сетевой некроз.

Следующими по значимости являются вирусы Х (PVX) и А (PVA). Они проявляют схожие симптомы, выражающиеся в мозаичности листьев. Оба вируса встречаются везде, где выращивают картофель. Незначительные уровни инфекции практически не отражаются на урожайности, тогда как массовое поражение может приводить к потере урожайности на 20-40%. Однако, в развитых странах контроль за распространением этих вирусов позволил значительно снизить их влияние на выращивание картофеля.

Вирусы S и М, как правило, не проявляют симптомов и не оказывают серьёзного влияния на урожайность поражённых растений. Однако, эти вирусы усиливают негативные эффекты, вызванные другими вирусами в случае совместного заражения растений.

Вирусные болезни картофеля не поддаются лечению. Они передаются с насекомыми, в первую очередь, тлями и при механическом контакте с инфицированными растениями. Таким образом, профилактика и борьба с вирусными заболеваниями сводится к использованию здорового посадочного материала. Необходимы своевременный анализ качества семенного материала картофеля, контроль за появлением и распространением вирусов и своевременное удаление заболевших растений, уничтожение насекомых, аккуратность при проведении полевых работ и работ, связанных с хранением, обработкой и транспортировкой клубней.

Помимо вирусных существуют также инфекционные заболевания картофеля - вы можете ознакомиться с ними в соответствующем разделе.

Преимущества метода ПЦР диагностики:

Прямое определение наличия возбудителей. Многие традиционные методы диагностики, например иммуноферментный анализ , выявляют белки-маркеры, являющиеся продуктами жизнедеятельности инфекционных агентов, что дает лишь опосредованное свидетельство наличия инфекции. Выявление специфического участка ДНК возбудителя методом ПЦР дает прямое указание на присутствие возбудителя инфекции.

Высокая специфичность. Высокая специфичность метода ПЦР обусловлена тем, что в исследуемом материале выявляется уникальный, характерный только для данного возбудителя фрагмент ДНК. Специфичность задается нуклеотидной последовательностью праймеров, что исключает возможность получения ложных результатов.

Высокая чувствительность. Метод ПЦР позволяет выявлять даже единичные клетки бактерий или вирусов. ПЦР анализ обнаруживает наличие возбудителей инфекционных заболеваний в тех случаях, когда другими методами это сделать невозможно.

Универсальность процедуры выявления различных возбудителей. М атериалом для исследования методом ПЦР служит ДНК возбудителя. Метод основан на выявлении фрагмента ДНК или РНК, являющегося специфичным для конкретного организма. Сходство химического состава всех нуклеиновых кислот позволяет применять унифицированные методы проведения лабораторных исследований. Это дает возможность диагностировать несколько возбудителей из одной биопробы.

Высокая скорость получения результата анализа. Д ля проведения ПЦР анализа не требуется выделение и выращивание культуры возбудителя, что занимает большое количество времени. Унифицированный метод обработки биоматериала и детекции продуктов реакции и автоматизация процесса амплификации дают возможность провести полный анализ за 4-5 часов.

Что можно определить методом ПЦР диагностики в нашем филиале: Патогены картофеля (ДНК):

кольцевая гниль картофеля ( Clavibacter michiganensis subsp / sepedonicum )

черная ножка (Pectobacterium atrocepticum, Dickea dianthicola, Erwinia carotovora subsp. Atroseptica)

бурая гниль (Ralstonia solanacearum)

фитофтороз (Phytophthora infestans)

Патогены картофеля ( РНК ):

Вирус А ( PVA )

Вирус М ( PVM )

Вирус S ( PVS )

Вирус Х ( PVX )

Вирус Y ( PVY )

Вирус скручивания листьев ( PLRV )

Вирус метельчатости верхушки картофеля ( PMTV )

Вироид веретеновидности клубней картофеля ( PSTVd )

В каких случаях возможно проведение анализа:

- первичное семеноводство, на всех этапах размножения семян;

- при закупке семян, чтобы убедиться в качестве закупаемых семян;

- при проведении апробации посадок картофеля, для получения более достоверных результатов.

За подробной информацией обращаться по тел. (4822) 331521,331702 Наталья Николаевна

Полимеразная Цепная Реакция (ПЦР) является наиболее чувствительным, точным и быстрым методом молекулярной диагностики фитопатогенов, который основан на многократном циклическом удвоении строго специфического участка ДНК, ограниченного короткими фрагментами ДНК – праймерами. В результате такой реакции, катализируемой ферментом ДНК-полимеразой, участки исследуемой ДНК накапливаются в количестве, достаточном для визуальной детекции.

В случае классической ПЦР, конечные продукты реакции разделяют в агарозном геле, где фрагменты движутся со скоростью обратно пропорциональной своей массе. Визуализация фрагментов осуществляется с помощью флуоресцирующих красителей, специфически связывающихся с ДНК. Примерная масса ПЦР-продукта определяется по маркеру с известной массой. Такой тип ПЦР является в большей степени качественной.

ПЦР в реальном времени (количественная ПЦР) позволяет осуществлять количественную оценку исследуемой ДНК в биологическом материале, поскольку измерение накопления амплифицируемого фрагмента происходит в каждом цикле реакции. Детекция основана на измерении флуоресценции добавленных в реакционную смесь красителей или зондов, специфически связывающихся с ДНК. В последнем случае, использование различных флуоресцирующих маркеров позволяет одновременную детекцию нескольких фитопатогенов в одной реакции.

Детекция инфекционных заболеваний картофеля, ПЦР-диагностика

ПЦР диагностика выявляет даже самые незначительное уровни бактериальной инфекции в растительных образцах, что позволяет оценить качество семенного материала картофеля, качество посадочного материала картофеля, а также определить причины возникновения проблем при хранении картофеля, например, возбудителей гниения картофеля при хранении.

Другое направление ПЦР диагностики – это анализ почвы, в которой выращивается картофель, и воды, используемой для орошения полей или мытья клубней, на наличие в них патогенов, вызывающих бактериозы картофеля.

Федеральное государственное бюджетное учреждение

РОССИЙСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЦЕНТР

Своевременный анализ картофеля на вирусы спасет ваш урожай

Вирусные заболевания картофеля представляют значительную опасность для сохранности посевных качеств и урожайности. Производство и сертификация семенного картофеля требуют полного отсутствия вирусов в исходном материале и, по возможности, поддержания безвирусного статуса растений при их размножении.

Вирусы — это неклеточные организмы, которые могут воспроизводиться только внутри живых клеток, используя генетический материал хозяина для собственного размножения. Поскольку вне клетки хозяина вирус не проявляет признаков живого организма и слишком мелок для световых микроскопов, диагностика картофеля для клонального размножения и анализ качества посадочного материала картофеля осуществляется лабораторными молекулярными методами: иммуноферментным анализом (ИФА) или полимеразной цепной реакцией (ПЦР).

Специалистами филиала отобрано и проверено более 70 партий семенного картофеля методом ПЦР на наличие скрытой вирусной инфекции. Из них 28 партий относится к категории супер-супер элита (ССЭ), 31 партия категории первое полевое поколение (ПП1), 11 партий категории мини клубни и также проверено 9 партий несортового картофеля. Общий вес, проверенных партий, составляет 2,5 тыс. тонн. Партии картофеля с положительными результатами были отправлены на утилизацию.

Читайте также: