No abstract

Проблема поражения картофеля заболеваниями, вызванными грибами и грибоподобными организмами, актуальна для всех регионов мира, где возделывается эта культура, поскольку именно они наносят растениям самый значительный ущерб (A. Bernreiter, 2017). Традиционные подходы для идентификации патогенов картофеля нацелены на детекцию конкретного патогена и не учитывают ни другие (часто неизвестные) патогены, ни полезную микробиоту филлосферного сообщества, нарушения которой также могут стать одной из причин заболеваний. В нашей работе впервые исследована патогенная и непатогенная грибная и грибоподобная микрофлора с применением метагеномного подхода. Впервые показано, что реальная картина имеет комплексный и не вполне однозначный характер (например, основной патоген может быть минорным компонентом всего сообщества). Таксономический анализ сообществ, полученных по обоим вариантам праймеров, выявил в образце с поражением типа альтернариоз патогенный гриб рода Alternaria. Использование праймеров для амплификации региона ITS1 позволило обнаружить наличие оомицета Phytophthora и диагностировать присутствие фитофторы при обоих типах поражения. Целью нашей работы была максимально полная идентификация видового состава грибов и грибоподобных организмов, участвующих в фитопатогенезе листьев картофеля, с применением высокопроизводительного секвенирования и двух вариантов универсальных праймеров. Для анализа сообществ из образцов листьев картофеля сорта Никулинский, пораженных заболеваниями альтернариозного и фитофторозного типов, выделили ДНК, которую в дальнейшем использовали для создания ампликонных библиотек фрагментов ITS1 и ITS2 и высокопроизводительного секвенирования на приборе Illumina MiSeq («Illumina, Inc.», США). В процессе биоинформатической обработки данных при помощи программного обеспечения Illumina и программного пакета PIPITS (H.S. Gweon с соавт., 2015), получили 187 ОТЕ (операционные таксономические единицы) и 113 филотипов для библиотеки ITS1, 249 ОТЕ и 127 филотипов для ITS2. Последующее аннотирование ОТЕ и таксономический анализ сообществ проводились в программе QIIME (J.G. Caporaso с соавт., 2010), коэффициенты разнообразия внутри сообщества рассчитывались при помощи программного пакета PAST (Ø. Hammer с соавт., 2001). Сравнительная характеристика сообществ грибов и грибоподобных организмов, полученных для обоих видов поражения с использованием различных универсальных праймеров для ITS1 и ITS2, показала, что из выбранных праймеров только первая пара подходит для детекции фитофторы и дает более выравненную картину сообщества. Инструментов автоматического аннотирования результатов секвенирования оказалось недостаточно для объективной идентификации альтернарии в образцах, в связи с чем мы использовали методы ручного поиска по последовательностям в программе BLASTn (S.F. Altschul с соавт., 1990). Поскольку пара праймеров для ITS2 не учитывала присутствие фитофторы в образцах, дальнейший сравнительный анализ сообществ, характерных для двух типов поражения, проводился с использованием данных только по библиотеке ITS1....

The rhizosphere community represents an “ecological interface” between plant and soil, providing the plant with a number of advantages. Close connection and mutual influence in this communication allow to talk about the self-adjusting “plant-rhizosphere community” system, which should be be studied in connection. Diversity estimation is one of the ways of describing both bacterial and plant communities. Based on the literature, there are two assumptions of how the diversity of plant communities related to the diversity of bacterial communities: 1) an increase in the species richness of plants leads to an increase in the number of available micro-niches, and increasing of microbial diversity, 2) an increase in the species richness of plants is accompanied by the predominant development of bacteria from highly productive specific taxa and decreasing in the diversity of microorganisms. E xperimental studies show controversial results. We analyzed field sites (rye crop field and two fallow sites), using DNA isolation of both the plant root mass (followed by sequencing of the ITS1 region) and rhizosphere microorganisms (followed by sequencing of the 16s rDNA V4 region). This allowed us to 1) accurately determine the abundance and taxonomic position of plant communities; 2) extract information about both plant and microbial communities from the same sample. There was no correlation between alpha-diversity indices of plants and rhizosphere communities. Alpha-diversity connection should be explored in similar plant communities, such as synusia. We hypothesize, that the significant differences in plant abundances lead to significant changes in exudation profiles, and the loss of diversity connection. T he beta-diversity between rhizosphere communities and plant communities is highly correlated, in particular in terms of the abundance of taxa. This can be explained by a potential correlation (as reported in the literature) or by the presence of statistical artifacts. p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; color: #000000; line-height: 115%; text-align: left; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-family: "Liberation Serif", serif; font-size: 12pt; so-language: en-US }p.cjk { font-family: "Noto Serif CJK SC"; font-size: 12pt; so-language: zh-CN }p.ctl { font-family: "Lohit Devanagari"; font-size: 12pt; so-language: hi-IN }a:link { color: #000080; text-decoration: underline

No abstract

The rhizosphere community represents an “ecological interface” between plant and soil, providing the plant with a number of advantages. Close connection and mutual influence in this communication allow to talk about the self-adjusting “plant-rhizosphere community” system, which should be be studied in connection. Diversity estimation is one of the ways of describing both bacterial and plant communities. Based on the literature, there are two assumptions of how the diversity of plant communities related to the diversity of bacterial communities: 1) an increase in the species richness of plants leads to an increase in the number of available micro-niches, and increasing of microbial diversity, 2) an increase in the species richness of plants is accompanied by the predominant development of bacteria from highly productive specific taxa and decreasing in the diversity of microorganisms. E xperimental studies show controversial results. We analyzed field sites (rye crop field and two fallow sites), using DNA isolation of both the plant root mass (followed by sequencing of the ITS1 region) and rhizosphere microorganisms (followed by sequencing of the 16s rDNA V4 region). This allowed us to 1) accurately determine the abundance and taxonomic position of plant communities; 2) extract information about both plant and microbial communities from the same sample. There was no correlation between alpha-diversity indices of plants and rhizosphere communities. Alpha-diversity connection should be explored in similar plant communities, such as synusia. We hypothesize, that the significant differences in plant abundances lead to significant changes in exudation profiles, and the loss of diversity connection. T he beta-diversity between rhizosphere communities and plant communities is highly correlated, in particular in terms of the abundance of taxa. This can be explained by a potential correlation (as reported in the literature) or by the presence of statistical artifacts. p { margin-bottom: 0.1in; direction: ltr; color: #000000; line-height: 115%; text-align: left; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-family: "Liberation Serif", serif; font-size: 12pt; so-language: en-US }p.cjk { font-family: "Noto Serif CJK SC"; font-size: 12pt; so-language: zh-CN }p.ctl { font-family: "Lohit Devanagari"; font-size: 12pt; so-language: hi-IN }a:link { color: #000080; text-decoration: underline