РІЗНОМАНІТНІСТЬ ВІРУСІВ, ЯКІ ІНФІКУЮТЬ ZEA MAYS L. В УКРАЇНІ
DOI: 10.17721/1728.2748.2024.97.10-15
Ключові слова:
кукурудза, вірус, виявлення, імуноферментний аналізАнотація
Вступ. Кукурудза (Zea mays L.) – однорічна рослина родини Poaceae, одна з найважливіших у світі злакових культур, яка є основою продовольчого забезпечення багатьох країн. Вірусні захворювання кукурудзи є однією з причин зниження її врожайності та погіршення якості зерна. Метою роботи було ідентифікувати та визначити поширення вірусів кукурудзи в різних регіонах України у період 2021–2023 років.
Методи. Імуноферментний аналіз у модифікації сендвіч (DAS чи TAS) використовували для ідентифікації 11 вірусів: maize dwarf mosaic virus (MDMV), High Plains wheat mosaic virus (HPWMoV), sugarcane mosaic virus (SCMV), maize chlorotic mottle virus (MCMV), maize streak virus (MSV), maize mosaic virus (MMV), maize white line mosaic virus (MWLMV), wheat streak mosaic virus (WSMV), barley stripe mosaic virus (BSMV), barley yellow dwarf virus-PAV (BYDV-PAV) and brome mosaic virus (BMV), застосовуючи комерційні тест-системи Loewe Biochemica (Німеччина) та Agdia (США).
Результати. Результати імуноферментного аналізу (ІФА) підтвердили наявність SCMV в агроценозах Київської області (35 % уражених рослин) і виявили BYDV-Pav у зразках кукурудзи, зібраних у Вінницькій (4.3 %) та Київській (8 %) областях. Частка рослин, уражених SCMV, у загальній кількості досліджених проб становила 19,7 %; BYDV-Pav вразив 6 % зразків кукурудзи. Зазначено, що рослини, уражені SCMV, мали різні симптоми у вигляді штрихуватої або смугастої мозаїки. Хоча зразки рослин кукурудзи, відібрані в Харківській області, показали чіткі симптоми вірусної інфекції, жоден із протестованих вірусів не був ідентифікований.
Висновки. В агроценозах України в 2021–2023 роках підтверджено циркуляцію SCMV і BYDV-Pav на рослинах кукурудзи, слід зауважити, що це перше повідомлення про BYDV-Pav на кукурудзі в Україні. Показано необхідність розширення переліку досліджуваних вірусів на Zea mays в Україні.
Посилання
Clark, M.F., & Adams, A.N. (1977). Characteristics of the microplate method of Enzyme-Linked immunosorbent assay for the detection of plant viruses. Journalof General Virology, 34(3), 475–483. https://doi.org/10.1099/ 0022-1317-34-3-475
Domier, L.L., Lukasheva, L.I., & D'Arcy, C.J. (1994). Coat Protein Sequences of RMV-Like Strains of Barley Yellow Dwarf Virus Separate Them from Other Luteoviruses. Intervirology, 37(1), 2–5. https://doi.org/ 10.1159/000150347
Dovas, C.I., Eythymiou, K., & Katis, N.I. (2004). First report of Maize rough dwarf virus (MRDV) on maize crops in Greece. Plant Pathology, 53(2), 238. https://doi.org/10.1111/j.0032-0862.2004.00973.x
Fan, Z., Wang, W., Jiang, X., Liang, X., Wang, F., & Li, H. (2004). Natural infection of maize by Pennisetum mosaic virus in China. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:84054290
FAOSTAT. (2013). Statistical databases and datasets of the Food and Agriculture Organization of the United Nations [WWW documents]. http://faostat3.fao.org/browse/Q/QC/E
Greber, R. (1979). Cereal chlorotic mottle virus – a rhabdovirus of Gramineae in Australia transmitted by Nesoclutha pallida (Evans). Australian Journal of Agricultural Research, 30(3), 433. https://doi.org/ 10.1071/ar9790433
Guadie, D., Abraham, A., Tesfaye, K., Winter, S., Menzel, W., & Knierim, D. (2018). First Report of Maize yellow mosaic virus Infecting Maize (Zea mays L.) in Ethiopia. Plant Disease, 102(5), 1044. https://doi.org/10.1094/pdis-08-17-1290-pdn
Haack, L., Courbon, R., Riault, G., Tanguy, S., Le Vilain, D., Henry, M., & Dedryver, C.A. (1999). A plant and field study of BYDV-PAV and -MAV distribution on maize in France. Journal of Plant Diseases and Protection, 106(3), 297–303. http://www.jstor.org/stable/43215293
Hamdi, I., Najar, A., Ghanem, H.B., Varsani, A., & Jemmali, A. (2019). First report of barley yellow dwarf virus in maize in Tunisia. Journal of Plant Pathology, 102(1), 227. https://doi.org/10.1007/s42161-019-00364-w
Huiet, L., Tsai, J.H., & Falk, B.W. (1992). Complete sequence of maize stripe virus RNA4 and mapping of its subgenomic RNAs. Journal of General Virology, 73(7), 1603–1607. https://doi.org/10.1099/0022-1317-73-7-1603
Ivanović, D., Osler, R., Katis, N., Ivanovic, M., & Ignjatovic, D. (1995). Principal maize viruses in Mediterranean countries. Agronomie, 15(7-8), 443–446. https://doi.org/10.1051/agro:19950710
Jarugula, S., Willie, K., & Stewart, L.R. (2018). Barley stripe mosaic virus (BSMV) as a virus-induced gene silencing vector in maize seedlings. Virus Genes, 54(4), 616–620. https://doi.org/10.1007/s11262-018-1569-9
Jensen, S.G., Lane, L.C., & Seifers, D.L. (1996). A new disease of maize and wheat in the High Plains. Plant Disease, 80, 1387–1390. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:86814867
Kim, M., Kwak, H., Lee, S., Kim, J., Kim, K., Cha, B., & Choi, H. (2011).
Characteristics of Cucumber mosaic virus isolated from Zea mays in Korea. Plant Pathology Journal/the Plant Pathology Journal, 27(4), 372–377. https://doi.org/10.5423/ppj.2011.27.4.372
Kimani, E.N., Kiarie, S.M., Micheni, C., Muriki, L.G., Miano, D.W., Macharia, I., Munkvold, G.P., Muiru, W.M., Prasanna, B.M., & Wangai, A. (2021). Maize seed contamination and seed transmission of maize chlorotic mottle virus in Kenya. Plant Health Progress, 22(4), 496–502. https://doi.org/10.1094/php-02-21-0018-rs
Koala, M., Traoré, V.S.E., Sérémé, D., Neya, B.J., Brugidou, Ch., Barro, N., & Traoré, O. (2017). Imperata yellow mottle virus: An Emerging Threat to Maize, Sorghum and Pearl Millet in Burkina Faso. Agricultural Sciences, 8(5), 397–408. http://www.scirp.org/journal/as
Krueger, E.N., Beckett, R.J., Gray, S.M., & Miller, W.A. (2013). The complete nucleotide sequence of the genome of Barley yellow dwarf virus- RMV reveals it to be a new Polerovirus distantly related to other yellow dwarf viruses. Frontiers in Microbiology, 4. https://doi.org/10.3389/ fmicb.2013.00205
Lim, S., Yoon, Y., Jang, Y., Bae, S., Lee, Y., & Lee, B.C. (2018). First Report of Maize Yellow Mosaic Virus on Zea mays in South Korea. Plant Disease, 102(9), 1864. https://doi.org/10.1094/pdis-11-17-1767-pdn
Marie-Jeanne, V., Hariri, D., Doucet, R., & Signoret, P. (2011). First Report of Sugarcane mosaic virus on Maize in the Centre Region of France. Plant Disease, 95(1), 70. https://doi.org/10.1094/pdis-06-10-0426
Martin, D., Willment, J., Billharz, R., Velders, R., Odhiambo, B., Njuguna, J., James, D., & Rybicki, E. (2001). Sequence Diversity and Virulence in Zea mays of Maize Streak Virus Isolates. Virology, 288(2), 247– 255. https://doi.org/10.1006/viro.2001.1075
Moline, H., & Ford, R. (1974). Bromegrass mosaic virus infection of seedling roots of Zea mays, Triticum aestivum, Avena sativa and Hordeum vulgare. Physiological Plant Pathology, 4(2), 209–217. https://doi.org/ 10.1016/0048-4059(74)90009-5
Naumenko, L.A. (1973). Identification of maize mosaic virus. Mikrobiolohichnyi zhurnal, 35(4), 468–472 [in Ukrainian]. [Науменко, Л.А. (1973). Ідентифікація вірусу мозаїки кукурудзи. Мікробіологічний жур- нал, 35(4), 468–472].
Pande, D., Kraberger, S., Lefeuvre, P., Lett, J.M., Shepherd, D.N., Varsani, A., & Martin, D.P. (2012). A novel maize-infecting mastrevirus from La Réunion Island. Archives of Virology, 157(8), 1617–1621. http://www.springerlink.com/content/4v5jv777x0402t17/
Posse, A.R., Fernandez, F., Reyna, P., Nome, C., Torrico, A.K., Pecci, M.P.G., & Pardina, P.R. (2023). First report of Maize striate mosaic virus, a mastrevirus infecting Zea mays in Argentina. New Disease Reports, 47(2). https://doi.org/10.1002/ndr2.12186
Pozhylov, I., & Snihur, H. (2022). Incidence and spread of cereals viruses in 2020-2021 in Ukraine. Bulletin of Taras Shevchenko Kyiv National University, Series "Biology", 90(3), 14–19 [in Ukrainian]. [Пожилов, І., & Снігур, Г. (2022). Захворюваність та поширення вірусів злакових куль- тур у 2020–2021 роках в Україні. Вісник Київського національного унве- рситету імені Тараса Шевченка, Серія "Біологія", 90(3), 14–19]. https://doi.org/10.17721/1728.2748.2022.90.14-19
Pratt, R.C., Anderson, R.J., Louie, R., McMullen, M.D., & Knoke, J.K. (1994). Maize responses to a severe isolate of maize chlorotic dwarf virus. Crop Science, 34(3), 635–641. https://doi.org/10.2135/cropsci1994.0011183x 003400030006x
Reed, S.E., Tsai, C., Willie, K.J., Redinbaugh, M.G., & Hogenhout, S.A. (2005). Shotgun sequencing of the negative-sense RNA genome of the rhabdovirus Maize mosaic virus. Journal of Virological Methods, 129(1), 91– 96. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2005.05.013
Richert-Pöggeler, K.R., Franzke, K., Hipp, K., & Kleespies, R.G. (2019). Electron microscopy methods for virus diagnosis and high resolution analysis of viruses. Frontiers in Microbiology, 9. https://doi.org/10.3389/ fmicb.2018.03255
Russo, M., De Stradis, A., Boscia, D., Rubino, L., Redinbaugh, M., & Martelli, G.P. (2008). Molecular and ultrastructural properties of maize white line mosaic virus. Journal of Plant Pathology, 90(2), 363–369. https://www.jstor.org/stable/41998517
Shepherd, R.J., & Holdeman, Q.L. (1965). Seed transmission of the Johnsongrass strain of the Sugarcane mosaic virus in Corn. Plant Dis., 49, 468–469.
Snihur, H., Kharina, A., Kaliuzhna, M., Chumak, V., & Budzanivska, I. (2021). First Report of Sugarcane Mosaic Virus in Zea mays L. in Ukraine. Mìkrobìologìčnij Žurnal/MìKrobìOlogìČNij ŽUrnal, 83(5), 58–66. https://doi.org/10.15407/microbiolj83.05.058
Snihur, H., Petrenko, S., Kot, T., Shevchenko, O., & Polischuk, V. (2018). Widespread viral diseases endangering cereal crops in Ukraine. Journal of Microbiology, 80(3), 103–116. https://doi.org/10.15407/ microbiolj80.03.103
Snihur, H., Pozhylov, I., Budzanivska, I., & Shevchenko, O. (2020). First report of High Plains wheat mosaic virus on different hosts in Ukraine. Journal of Plant Pathology, 102(2), 545–546. https://doi.org/10.1007/ s42161-019-00435-y
Stewart, L.R., Willie, K., Wijeratne, S., Redinbaugh, M.G., Massawe, D., Niblett, C.L., Kiggundu, A., & Asiimwe, T. (2017). Johnsongrass mosaic virus Contributes to Maize Lethal Necrosis in East Africa. Plant Disease, 101(8), 1455–1462. https://doi.org/10.1094/pdis-01-17-0136-re
Tatineni, S., & French, R. (2014). The C-terminus of Wheat streak mosaic virus Coat Protein Is Involved in Differential Infection of Wheat and Maize through Host-Specific Long-Distance Transport. Molecular Plant- microbe Interactions, 27(2), 150–162. https://doi.org/10.1094/mpmi-09-13- 0272-r
Tatineni, S., & Hein, G.L. (2021). High Plains wheat mosaic virus: An enigmatic disease of wheat and corn causing the High Plains disease. Molecular Plant Pathology, 22(10), 1167–1179. https://doi.org/10.1111/ mpp.13113
Tóbiás, I, Bakardjieva, N, & Palkovics, L. (2007). Comparison of Hungarian and Bulgarian Isolates of Maize Dwarf Mosaic Virus. Cereal Research Communication, 35(4),1643–1651. http://www.jstor.org/stable/23789919
Trzmiel, K. (2009). First Report of Sugarcane mosaic virus Infecting Maize in Poland. Plant Disease, 93(10), 1078. https://doi.org/10.1094/pdis- 93-10-1078b
Vásquez, J., & Mora, E. (2006). Incidence of and yield loss caused by maize rayado fino virus in maize cultivars in Ecuador. Euphytica, 153(3), 339–342. https://doi.org/10.1007/s10681-006-3889-4
Wang, R., Wang, N., Ye, T., Chen, H., Fan, Z., & Zhou, T. (2013). Natural infection of maize by cucumber mosaic virus in China. Journal of Phytopathology, 161(11-12), 880–883. https://doi.org/10.1111/jph.12141
Ward, E., Foster, S.J., Fraaije, B.A., & Mccartney, H.A. (2004). Plant pathogen diagnostics: immunological and nucleic acid-based approaches. Annals of Applied Biology/Annals of Applied Biology, 145(1), 1–16. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2004.tb00354.x
Zhang, Y.L., Pennerman, K.K., Wang, H., & Yin, G. (2016). Characterization of a Sorghum mosaic virus (SrMV) isolate in China. Al- Mi'galaẗ Al-sa'udiyaẗ Lī-ulum Al-ḥayaẗ, 23(2), 237–242. https://doi.org/ 10.1016/j.sjbs.2015.02.013
