fruitberryПлодоводство и ягодоводство РоссииPomiculture and small fruits culture in Russia2073-4948ФГБНУ ВСТИСПfruitberry-328Research ArticleМЕТОДЫ И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ОТ ВРЕДИТЕЛЕЙ И БОЛЕЗНЕЙMETHODS AND WAYS OF PROTECTING PLANTS FROM DISEASE AND PESTSНЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИММУННОЙ РЕАКЦИИ СОРТОВ ВИНОГРАДА С РАЗЛИЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ НА БИОТИЧЕСКИЙ СТРЕССSOME PECULIARITIES OF THE IMMUNE RESPONSE OF GRAPE VARIETIES WITH DIFFERENT RESISTANCE TO BIOTIC STRESSСундыреваМ. А.SundyrevaM. A.taurim2012@yandex.ruНенькоН. И.Nen'koN. I.noemail@neicon.ruУшаковаЯ. В.UshakovaYa. V.noemail@neicon.ruСтепановИ. В.StepanovI. V.noemail@neicon.ruФГБНУ СКФНЦСВВРоссияNorth-Caucasian Federal Scientifi c Center for Horticulture, Viticulture, Wine-makingRussian Federation201721012020510318326Copyright © Сундырева М.А., Ненько Н.И., Ушакова Я.В., Степанов И.В., 20202020Сундырева М.А., Ненько Н.И., Ушакова Я.В., Степанов И.В.Sundyreva M.A., Nen'ko N.I., Ushakova Y.V., Stepanov I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plodovodstvo.com/jour/article/view/328

Целью исследования являлось выявление особенностей иммунного ответа растений винограда с различной степенью восприимчивости к грибным патогенам при проявлении защитных реакций. Работа выполнялась на двух сортах винограда Восторги и Мускат белый, контрастных по устойчивости к милдью, зараженных возбудителем милдью Plasmo para viticola Berl. et Toni и свободных от него. Анализ метаболитов проводили методом капиллярного электрофореза. Оценку экспрессии генов проводили методом ПЦР в реальном времени. У обоих изученных сортов винограда основные стрессовые реакции происходят в первые 48 часов после заражения. Наибольшие отличия между сортами проявлялись в содержании кумаровой, дигидробензойной, кофейной и хлорогеновой кислот, являющихся элементами шикиматного пути биосинтеза фенольных соединений. В листьях устойчивого сорта Восторг содержалось меньше фенольных соединений, являющихся промежуточными продуктами биосинтеза микотоксичных окисленных фенольных производных, чем в листьях сорта Мускат белый. Оценка экспрессии генов показала, что у устойчивого сорта Восторг экспрессия генов RS и PR10 находятся на высоком уровне относительно контроля уже через 4 часа после заражения. Уровень экспрессии данных генов у неустойчивого сорта Мускат белый находится на относительно более низком уровне и выражен в более поздние сроки. Неустойчивый сорт реагирует на воздействие стресс-фактора значительным увеличением содержания фенольных соединений. В противоположность этому в тканях устойчивого сорта ведущую роль может играть согласованность процессов синтеза фенольных соединений и их скорейшая метаболизация, что позволяет эффективно противостоять патогену. Чувствительный сорт позднее реагирует на воздействие патогена, реакции чувствительного сорта менее выражены и в большей степени являются неспецифическими.

The purpose of the study was to identify the characteristics of the immune response of grape plants with different degrees of susceptibility to fungal pathogens. The work was carried out on two grape varieties Vostorg and Muscat belyy, contrasting in resistance to mildew, infected with Plasmo para viticola Berl. et Тoni and free from it. Тhe metabolites were analyzed by capillary electrophoresis. Evaluation of gene expression was carried out by real-time PCR. In both studied grape varieties, the main stress reactions occurs in the first 48 hours after infection. The greatest differences between varieties were manifested in the content of coumaric, dihydrobenzoic, caffeic and chlorogenic acids, which are elements of the shikimate pathway of biosynthesis of phenolic compounds. In the leaves of the resistant variety Vostorg contained less phenolic compounds, which are intermediate products of the biosynthesis of mycotoxic oxidized phenolic derivatives than in leaves of the Muskat belyy. Evaluation of gene expression showed that in the resistant variety Vostorg, the expression of the RS and PR10 genes is at a high level with respect to control already 4 hours after infection. The level of expression of these genes in the susceptible Muscat belyy is at a relatively lower level and is expressed at a later time. The variety reacts to the stress infl uence by a signifi cant increase in the content of phenolic compounds. In contrast, in the tissues of a sustainable variety the leading role can play the consistency of the processes of synthesis of phenolic compounds and their rapid metabolization, which makes it possible to effectively resist the pathogen. The sensitive variety reacts later to the action of the pathogen, the responses of the sensitive variety are less pronounced and more nonspecific.

виноградбиотический стрессметаболитыэкспрессия геновgrapesbiotic stressmetabolitesgene expressionReferencesChen W. J., Delmotte F., Richard-Cervera S., Douence L., Greif C., Corio-Costet M. F. At least two origins of fungicide resistance in grapevine downy mildew populations // Applied and Environmental Microbiology, 2007. - V. 73. - P. 5162-5172.Chen W. J., Delmotte F., Richard-Cervera S., Douence L., Greif C., Corio-Costet M. F. At least two origins of fungicide resistance in grapevine downy mildew populations // Applied and Environmental Microbiology, 2007. - V. 73. - P. 5162-5172.Boso S., Kassemeyer H. H. Diff erent susceptibility of European grapevine cultivars for downy mildew // Vitis, 2008. - V. 47 (1). - P. 39-49.Boso S., Kassemeyer H. H. Diff erent susceptibility of European grapevine cultivars for downy mildew // Vitis, 2008. - V. 47 (1). - P. 39-49.Gindro K., Alonso-Villaverde V., Voinesco F., Spring J. L., Viret O., Dubuis P. H. Susceptibility to downy mildew in grape clusters: New microscopical and biochemical insights // Plant Physiology and Biochemistry, 2012. - V. 52. - P. 140-146.Gindro K., Alonso-Villaverde V., Voinesco F., Spring J. L., Viret O., Dubuis P. H. Susceptibility to downy mildew in grape clusters: New microscopical and biochemical insights // Plant Physiology and Biochemistry, 2012. - V. 52. - P. 140-146.Orlandini S., Massetti L., Dalla Marta A. An agrometeorological approach for the simulation of Plasmoparaviticola // Computers and electronics in agriculture, 2008. - V. 64. - P. 149- 161.Orlandini S., Massetti L., Dalla Marta A. An agrometeorological approach for the simulation of Plasmoparaviticola // Computers and electronics in agriculture, 2008. - V. 64. - P. 149- 161.Elato D. W., Stulemeijer I. J., van Esse H. P., de Vos R. C., Boumeester H. J., Joosten M. H. Systemwide hypersensitive response-assosiatedtrsnscriptome and metabolome reprogramming in tomato // Plant Physiol, 2013. - V. 162. - P. 1599-1617.Elato D. W., Stulemeijer I. J., van Esse H. P., de Vos R. C., Boumeester H. J., Joosten M. H. Systemwide hypersensitive response-assosiatedtrsnscriptome and metabolome reprogramming in tomato // Plant Physiol, 2013. - V. 162. - P. 1599-1617.Fung R. W. M., Gonzalo M., Fekete C., Kovacs L. G., He Y., Marsh E., McIntyre L. M., Schachtman D. P., Qiu W. Powdery mildew induces defense-oriented reprogramming of the transcriptome in a susceptible but not in a resistant grapevine // Plant Physiology, 2008. - V. 146. - P. 236-249.Fung R. W. M., Gonzalo M., Fekete C., Kovacs L. G., He Y., Marsh E., McIntyre L. M., Schachtman D. P., Qiu W. Powdery mildew induces defense-oriented reprogramming of the transcriptome in a susceptible but not in a resistant grapevine // Plant Physiology, 2008. - V. 146. - P. 236-249.Fujimori N., Enoki Sh., Suzuki A., Naznin H. A., Shimizu M., Suzuki Sh. Grape apoplasmic- 1,3-glucanase confers fungal disease resistance in Arabidopsis // Scientia Horticulturae, 2016. - V. 200. - P. 105-110.Fujimori N., Enoki Sh., Suzuki A., Naznin H. A., Shimizu M., Suzuki Sh. Grape apoplasmic- 1,3-glucanase confers fungal disease resistance in Arabidopsis // Scientia Horticulturae, 2016. - V. 200. - P. 105-110.Dadakova K., Havelkova M., Kurkova B., Tlolkova I., Kasparovsky T., Zdrahal Z., Lochman J. Proteome and transcript analysis of Vitis vinifera cell cultures subjected to Botrytis cinerea infection // J. Prot, 2015. [Электронный ресурс]. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j. jprot.2015.02.001Dadakova K., Havelkova M., Kurkova B., Tlolkova I., Kasparovsky T., Zdrahal Z., Lochman J. Proteome and transcript analysis of Vitis vinifera cell cultures subjected to Botrytis cinerea infection // J. Prot, 2015. [Электронный ресурс]. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j. jprot.2015.02.001Ahuja I., Kissen R., Bones A. M. Phytoalexins in defense against pathogens // Trends in Plant Science, 2012. - V. 17.Ahuja I., Kissen R., Bones A. M. Phytoalexins in defense against pathogens // Trends in Plant Science, 2012. - V. 17.Batovska D. I., Todorova I. T., Parushev S. P., Nedelcheva D. V., Bankova V. S., Popov S. S., Ivanova I. I., Batovski S. A. Biomarkers for the prediction of the resistance and susceptibility of grapevine leaves to downy mildew // Journal of Plant Physiology, 2009. - V. 166. - P. 781-785.Batovska D. I., Todorova I. T., Parushev S. P., Nedelcheva D. V., Bankova V. S., Popov S. S., Ivanova I. I., Batovski S. A. Biomarkers for the prediction of the resistance and susceptibility of grapevine leaves to downy mildew // Journal of Plant Physiology, 2009. - V. 166. - P. 781-785.Ali K., Maltese F., Figueiredo A., Rex M., Fortes A. M., Zyprian E., Pais M. S., Verpoorte R., Choi Y. H. Alterations in grapevine leaf metabolism upon inoculation with Plasmo para viticola in diff erent time-points // Plant Science, 2012. - V. 191-192. - P. 100-107.Ali K., Maltese F., Figueiredo A., Rex M., Fortes A. M., Zyprian E., Pais M. S., Verpoorte R., Choi Y. H. Alterations in grapevine leaf metabolism upon inoculation with Plasmo para viticola in diff erent time-points // Plant Science, 2012. - V. 191-192. - P. 100-107.Анапская ампелографическая коллекция. - Краснодар, 2009. - 215 с.Анапская ампелографическая коллекция. - Краснодар, 2009. - 215 с.Петров В. С., Талаш А. И. Устойчивость сортов винограда к вредным организмам. - Краснодар, 2010. - 45 с.Петров В. С., Талаш А. И. Устойчивость сортов винограда к вредным организмам. - Краснодар, 2010. - 45 с.Захарова М. В., Ильина И. А., Лифарь Г. В. Методика определения массовой концентрации аскорбиновой, хлорогеновой и кофейной кислот // Методическое и аналитическое обеспечение исследований по садоводству. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010. - С. 279-283.Захарова М. В., Ильина И. А., Лифарь Г. В. Методика определения массовой концентрации аскорбиновой, хлорогеновой и кофейной кислот // Методическое и аналитическое обеспечение исследований по садоводству. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010. - С. 279-283.Tong Zh., Qu Sh., Zhang J., Wang F., Tao J., Gao Zh., Zhang Zh. A modifi ed protocol for RNA extraction from diff erent peach tissues suitable for gen isolation and real-time PCR analisis // Mol. Biotechnol, 2012. - V. 50. - P. 229-236.Tong Zh., Qu Sh., Zhang J., Wang F., Tao J., Gao Zh., Zhang Zh. A modifi ed protocol for RNA extraction from diff erent peach tissues suitable for gen isolation and real-time PCR analisis // Mol. Biotechnol, 2012. - V. 50. - P. 229-236.Kortekamp A. Expression analysis of defence-related genes in grapevine leaves aft er inoculation with a host and a non-host pathogen // Plant Physiology and Biochemistry, 2006. - V. 44. - P. 58-67.Kortekamp A. Expression analysis of defence-related genes in grapevine leaves aft er inoculation with a host and a non-host pathogen // Plant Physiology and Biochemistry, 2006. - V. 44. - P. 58-67.Chong J., Henanff G. L., Bertsch C. et al. Identifi cation, expression analysis and characterization of defense and signaling genes in Vitis vinifera // Plant Physiology and Biochemistry, 2008. - V. 46. - P. 469-481.Chong J., Henanff G. L., Bertsch C. et al. Identifi cation, expression analysis and characterization of defense and signaling genes in Vitis vinifera // Plant Physiology and Biochemistry, 2008. - V. 46. - P. 469-481.Pezet R., Gindro K., Viret O., Spring J. L. Glycosylation and oxidative dimerization of resveratrol are respectively associated to sensitivity and resistance of grapevine cultivars to downy mildew // Physiological and Molecular Plant Pathology, 2004. - V. 65. - P. 297-303.Pezet R., Gindro K., Viret O., Spring J. L. Glycosylation and oxidative dimerization of resveratrol are respectively associated to sensitivity and resistance of grapevine cultivars to downy mildew // Physiological and Molecular Plant Pathology, 2004. - V. 65. - P. 297-303.Poutaraud A., Latouche G., Martins S., Meyer S., Merdinoglu D., Cerovic Z. G. Fast and local assessment of stilbene content in grapevine leaf by in vivo fl uorometry // J. Agric. Food Chem, 2007. - V. 55. - P. 4913-4920.Poutaraud A., Latouche G., Martins S., Meyer S., Merdinoglu D., Cerovic Z. G. Fast and local assessment of stilbene content in grapevine leaf by in vivo fl uorometry // J. Agric. Food Chem, 2007. - V. 55. - P. 4913-4920.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.