Видовая идентификация грибных возбудителей болезней дуба черешчатого на основе размера маркерных ДНК-локусов
Authors: Иващенко Л.О. , Пантелеев С.В. , Романенко М.О. , Баранов О.Ю. 
Published: February 2025

Введение. Изучение ассоциаций насекомых-переносчиков и фитопатогенных грибов затруднено без использования надёжных и точных методов идентификации микроорганизмов. Целью настоящей работы являлась разработка репозитория размеров маркерных ДНК-локусов основных, для эколого-климатических условий Беларуси, возбудителей грибных болезней дуба с уже установленным или предположительным трансмиссивным характером передачи для проведения видовой идентификации на основе электрофоретических данных анализа продуктов амплификации. Объектами исследований являлись возбудители наиболее распространённых болезней дуба, отобранные на основе имеющихся литературных данных, официальных сведений ГУ «Беллесозащита» и результатов собственных многолетних лесопатологических обследований дубовых насаждений. Предметом исследований явился полиморфизм длины маркерных локусов рДНК ВТС1 (ITS1) и ВТС2 (ITS2). Приведены результатыанализа нуклеотидной последовательности и длин маркерных локусов BTC1 и BTC2 более 40 основных для Беларуси грибных возбудителей дуба по имеющимся данным секвенирования. На основе нуклеотидной структуры основных возбудителей болезней дуба создан репозиторий длин маркерных локусов, который позволяет сократить время видовой идентификации фитопатогенов, проводить ПЦР-анализ без создания видоспецифичных праймеров и сократить себестоимость анализов. Репозиторий создан для микро- и макромицетов, которые встречаются на Quercus robur L. в качестве основных и вторичных патогенов, характеризующихся трансмиссивным (с помощью насекомых) и прямым способом распространения. Описан алгоритм молекулярно-генетической диагностики, основанный на анализе длины маркерных локусов ВТС1 и ВТС2 доминирующих фитопатогенов, который позволяет проводить идентификацию микро- и макромицетов без дополнительной расшифровки их нуклеотидной структуры. Заключение. Комплексное применение разработанного алгоритма идентификации микро- и макромицетов без дополнительного декодирования структуры нуклеотидов и хранилища длин локусов позволит сократить время обработки данных до 4 –5 ч, проводить ПЦР-анализ без создания видоспецифичных праймеров, а также снизить стоимость анализа одного образца, получить более надёжные результаты (поскольку перекрёстная амплификация не является проблемой для этого метода), обнаруживать и идентифицировать не только отдельные виды , но и их ассоциации, которые, в свою очередь, позволят провести их метагеномную оценку.

Introduction. The study of vector insects and phytopathogenic fungi is difficult without the use of reliable and accurate methods for identifying the microorganisms. The goal of this study was to develop a repository of the sizes of marker DNA-loci of the major infecting agents of fungal oak diseases with the established or presumptive vector-borne nature of transmission for the species identification based on the electrophoretic data of the analysis of amplified products for the ecological and climatic conditions of Belarus. The infective agents of the most common diseases of oak, selected on the basis of the available literature data, official information from the State Institution of Forest Protection and Monitoring «Bellesozashchita», and the results of our own long-term forest pathological researches in oak plantations was the object of the study. The subject of the study was polymorphism of length of the rDNA marker loci BTC1 (ITS1) and BTC2 (ITS2). The result of the analysis of nucleotide sequence and length of marker loci BTC1 and BTC2 of more than 40 common for Belarus fungi pathogens using the sequenation was offered. A repository of the length of marker-loci was developed on the basis of the nucleotide structure of the major infecting agents of oak. The data can be used for further species identification of phytopathogenic fungi, performance of PCR analysis without species-specific primers, and reduction of the cost-time of analyses. The repository is established for micro- and macromycetes, found on Quercus robur L. as major and secondary pathogens. Transmissive (with insects) and direct spread are typical for them. The algorithm of molecular genetic diagnosis, based on the analysis of length of marker loci BTC1 (ITS1) and BTC2 (ITS2) of dominant phytopathogens is described. This algorithm enables an identification of micro- and macromycetes without additional decoding of their nucleoid structure. Conclusion. Multiple use of the proposed algorithm of identification of micro- and macromycetes without additional decoding of nucleotide structure and repository of loci-length will shorten the time of data processing to 4-5 hours. Besides, the PCR analysis will be carried out without species-specific primers, the cost for one sample analysis will be reduced, and more reliable results will be obtained (cross-amplification is typical for this method). It will also be possible to detect and identify both single species and their associations. This, in return, will enable to make a metagenomic assessment.