Сравнительный анализ оптических методов выявления и идентификации вирусной инфекции при мониторинге вегетативно размножаемых сортов сирени

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье обсуждаются вопросы оценки перспективности выявления скрытой вирусной инфекции для мониторинга вирусных патогенов с использованием цифровой обработки изображений, полученных при использовании оптической цифровой камеры и гиперспектральных изображений. Приведены сведения о 13 видах вирусов на культуре Syringa L. Представлены данные о видовом составе вирусов Syringa в экосистемах ГБС и Московского региона и симптоматика их проявления. На основании вирусологической экспертизы на сирени были диагностированы специализированные патогены Lilac ring mottle ilarvirus (LRMV), Lilac leaf chlorosis ilarvirus (LLCV), а также впервые несвойственные для сирени Carnation mottle carmovirus, Cucumber mosaic cucumovirus, Alfalfa mosaic alfamovirus и Potato Y potyvirus. В результате системного мониторинга определена частота встречаемости для 7 вирусов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Келдыш

Главный ботанический сад имени Н. В. Цицина РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: k.marina2009@mail.ru
Scopus Author ID: 58167740200

к. б. н.; с. н. с.

Россия, Москва

О. Н. Червякова

Главный ботанический сад имени Н. В. Цицина РАН

Email: cherolya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6797-9135

к. б. н.; с. н. с.

Россия, Москва

О. В. Шелепова

Главный ботанический сад имени Н. В. Цицина РАН

Email: k.marina2009@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2011-6054

к. б. н., в. н. с.

Россия, Москва

И. В. Митрофанова

Главный ботанический сад имени Н. В. Цицина РАН

Email: k.marina2009@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4650-6942

д. б. н., г. н. с.

Россия, Москва

И. В. Петруня

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии

Email: k.marina2009@mail.ru

к. б. н., н. с.

Россия, Москва

К. А. Судариков

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии

Email: k.marina2009@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-8734-1223

инженер-исследователь

Россия, Москва

А. А. Гулевич

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии

Email: k.marina2009@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4399-2903

к. б. н., с. н. с.

Россия, Москва

Е. Н. Баранова

Главный ботанический сад имени Н. В. Цицина РАН; Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии

Email: k.marina2009@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8169-9228

к. б. н., с. н. с.

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Sukhova E, Sukhov V. Analysis of Light-Induced Changes in the Photochemical Reflectance Index (PRI) in Leaves of Pea, Wheat, and Pumpkin Using Pulses of Green-Yellow Measuring Light. Remote Sensing. 2019; 11(7):810. doi: 10.3390/rs11070810.
  2. Zhao Q., Qu Y. The Retrieval of Ground NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Data Consistent with Remote-Sensing Observations. Remote Sensing. 2024; 16: 1212. doi: 10.3390/rs1607121.
  3. Xu Y., Shrestha V., Piasecki C., Wolfe B., Hamilton L., Millwood R. J., Mazarei M., Stewart C. N. Sustainability trait modeling of field-grown switchgrass (Panicum virgatum) using UAV-based imagery. Plants. 2021; 10(12): 2726. doi: 10.3390/plants10122726.
  4. Shelepova O. V., Baranova E. N., Sudarikov K. A., Olekhnovich L. S., Konovalova L. N., Latushkin V. V., Vernik P. A., Gulevich A. A. Evaluation of the Use of LED Lighting in Combination with the Use of γ-PGA SAP Peptide on the Growth and Development of Peppermint Plants in a Closed Biosystem. Photonics Russia. 2024; 18(6): 486–498. doi: 10.22184/1993-7296. Шелепова О. В., Баранова Е. Н., Судариков К. А., Олехнович Л. С., Коновалова Л. Н., Латушкин В. В., Гулевич А. А., Верник П. А. Оценка использования светодиодного освещения в сочетании с применением γ-PGA SAP пептида на рост и развитие растений мяты перечной в условиях закрытой биосистемы. Фотоника. 2024; 18(6): 486–498. doi: 10.22184/1993-7296.
  5. Hull R., Brown F., Fand Paule C. Directory and Dictonary of Animal, Bacterial and Plant Viruses. – Mac Millan Reference Books, London. 1989.119.
  6. Jiseon O., Jisuk Y., Suyeon J., Kook-Hyung K. Identification of a new strain of ligustrum virus A causing leaf necrosis and chlorosis symptoms in Syringa oblata var. dilatata (Nakai) Rehder. Archives of Virology. 2022. 167(6): 1487–1490. doi: 10.1007/s00705-022-05439-1.
  7. CHervyakova O. N., Keldysh M. A. Bolezni i vrediteli sireni. Cvetovodstvo. 2011; 5: 12–15. Червякова О. Н., Келдыш М. А. Болезни и вредители сирени. Цветоводство. 2011; 5: 12–15.
  8. Su G., Cao Y., Li C., Yu X., Gao X., Tu P., Chai X. Phytochemical and pharmacological progress on the genus Syringa L. Chemistry Central Journal. 2015; 9:1–12. doi: 10.1186/s13065-015-0079-2.
  9. Koroleva O. V.; Molkanova O. I.; Vysotskaya O. N. Development of cryopreservation technique for meristems of Syringa vulgaris L. cultivars. International Journal of Plant Biology. 2023;14: 625–637. doi: 10.3390/ijpb14030048.
  10. Seitadzhieva S., Gulevich A. A., Yegorova N., Nevkrytaya N., Abdurashytov S., Radchenko L., Pashtetskiy V., Baranova E. N. Viral infection control in the essential oil-bearing rose nursery: Collection maintenance and monitoring. Horticulturae. 2022; 8: 629. doi: 10.3390/horticulturae8070629.
  11. Keldysh M. A., CHervyakova O. N. Osobennosti rasprostraneniya i adaptivnosti virusov v ekosistemah drevesnyh rastenij. Drevesnye rasteniya: fundamental’nye i prikladnye issledovaniya. 2013; 2: 46–54. Келдыш М. А., Червякова О. Н. Особенности распространения и адаптивности вирусов в экосистемах древесных растений. Древесные растения: фундаментальные и прикладные исследования. 2013; 2: 46–54.
  12. Scholthof H. B. Plant virus transport: motions of functional eqvivalence. Trends in Plant Science. 2005;10(8): 376–382. doi: 10.3109/17435390.2015.1048326.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Внешние симптомы проявления вирусов и точки отбора проб для спектрофотометрического определения образцов и оценки оптических значений RGB (red, green, blue): a) – Arabis mosaic virus; b) – Cherry leaf roll virus; c) – Lilac leaf chlorosis virus; d) – Lilac ring mottle virus; e) – Tobacco mosaic virus; f) – Tomato mosaic virus; g) – Carnation mottle virus; h) – Elm mottle virus; i) – Lilac ring mottle virus + Tobacco mosaic virus (кружками отмечены места взятия проб)

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. ПЦР идентификации вирусной нуклеиновой кислоты: MR – маркеры молекулярного веса (100+ bp DNA Ladder); a) 1–8 образцы (изображение листьев, инфицированных вирусом LLCV, полученных наложением тепловой карты индекса NDVI (b–k). Первый ряд снимков отображает область в диапазоне от 0.5 до 0.95 (b, c, d, e), показывая одновременно пораженные и здоровые участки. В первом случае на снимках продемонстрированы участки растений с индексом от 0.5 до 0.75 (f, i). Во втором случае индекс от 0.75 до 0.95 (h, i), на рисунке отображены здоровые участки листьев

Скачать (780KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Использование PRI для анализа изображений листьев инфицированных вирусом LLCV, полученных при использовании гиперспектральной камеры: на графике 1-А и 2-А обозначены длины волн, использованных для PRI; 3-А и 4-А очередь длины волн, используемых для NDVI; на графике B – распределение количества пикселей на изображении при наложении индекса PRI (видно, что пик количества приходится на нулевое значение индекса); изображения одного листа (C, D, E) с наложенной на него тепловой картой индекса PRI; рисунок F – оригинальное изображение листа с выделенными на нем зонами интереса

Скачать (774KB)
Метаданные

© Келдыш М.А., Червякова О.Н., Шелепова О.В., Митрофанова И.В., Петруня И.В., Судариков К.А., Гулевич А.А., Баранова Е.Н., 2024