Влияние культуральных фильтратов грибов рода Fusarium на каллусные культуры овса

Проведена оценка влияния трех концентраций (30, 40 и 50%) культурального фильтрата (КФ) грибов рода Fusarium (F. sporotrichioides, F. poae, F. equiseti, F. oxysporum) на параметры роста и развитие каллусной культуры овса. Использовали КФ на этапе пролиферации каллусов для отбора сомаклональных клеточных линий с признаками толерантности к микотоксинам. Индукцию каллусогенеза перед этим проводили на среде Мурасиге – Скуга (МС) с 3 мг/л 2,4-Д и 2 мг/л ИУК в культуре незрелых зародышей сортов Тюменский голозерный, Тубинский, Золотой початок и Талисман. Материал для эксперимента отобран из колосьев растений, выращенных в летний период 2016–2018 гг. на опытных полях в Красноярской лесостепи. При пересадке на среды пролиферации (МС + 1,5 мг/л 2,4-Д), контрольной и содержащей КФ, фиксировали размер каллусов. По истечении 30 дней культивирования отмечали прирост каллусов, признаки некроза и органогенеза. По окончании эксперимента подсчитывали число сформировавшихся регенерантов. Присутствие КФ в среде пролиферации уже в концентрации 40% обеспечивало снижение пролиферативной активности и увеличивало частоту некроза не менее, чем на 50%. Аналогичные результаты получены при уровне КФ 50%. На средах с КФ F. poae снижение жизнеспособности каллусов достигало 60–70%. Каллусы, сохранившие жизнеспособность в этих условиях, имели частоту формирования регенерантов и органогенеза в 2–3 раза выше, чем образцы, не подвергшиеся влиянию селективного фактора. Особенно это выражено при добавлении КФ F. sporotrichioides. Данный эффект не наблюдался при внесении КФ F. oxysporum. Это может быть связано с отличиями в составе комплекса микотоксинов данного вида грибов от остальных, использованных в исследовании. Для дальнейшей работы над технологией создания форм овса с устойчивостью к микотоксинам грибов рода Fusarium предполагается использовать уровень селективного давления не ниже 40%

1. Vandicke J., Visschere K., Ameye M., Croubels S., Saeger S., Audenaert K., Haesaert G. Multi-Mycotoxin Contamination of Maize Silages in Flanders, Belgium: Monitoring Mycotoxin Levels from Seed to Feed // Toxins. 2021. Vol. 13. P. 202. DOI: 10.3390/toxins13030202.

2. Fabre F., Bormann J., Urbach S., Roche S., Langin T., Bonhomme L. Unbalanced roles of fungal aggressiveness and host cultivars in the establishment of the Fusarium Head Blight in Bread Wheat // Frontiers in Microbiology. 2019. Vol. 10. P. 1–14. DOI: 10.3389/fmicb.2019.02857.

3. Miedaner T., Vasquez A., Castiblanco V., Castillo H.E., Foroud N., Würschum T., Leiser W. Genome-wide association study for deoxynivalenol production and aggressiveness in wheat and rye head blight by resequencing 92 isolates of Fusarium culmorum // BMC Genomics. 2021. Vol. 22. P. 630. DOI: 10.1186/s12864-021-07931-5.

4. Havrlentová M., Šliková S., Gregusová V., Kovácsová B., Lančaričová A., Nemeček P., Hendrichová J., Hozlár P. The Influence of Artificial Fusarium Infection on Oat Grain Quality // Microorganisms. 2021. Vol. 9. P. 2108. DOI: 10.3390/microorganisms9102108.

5. Fernando W.G.D., Oghenekaro A.O., Tucker J.R., Badea A. Building on a foundation: advances in epidemiology, resistance breeding, and forecasting research for reducing the impact of fusarium head blight in wheat and barley // Canadian Journal of Plant Pathology. 2021. Vol. 43. P. 495–526. DOI: 10.1080/07060661.2020.1861102.

6. Gagkaeva T.Y., Gavrilova O.P., Orina A.S., Blinova E.V., Loskutov I.G. Diversity of Avena Species by Morphological Traits and Resistance to Fusarium Head Blight // Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2018. Vol. 8. P. 44–51. DOI: 10.1134/S2079059718010070.

7. Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Орина А.С., Гогина Н.Н. Разнообразие грибов рода Fusarium и их микотоксинов в зерне из азиатской части России // Микология и фитопатология. 2022. № 3 (56). C. 194–206. DOI: 10.31857/S0026364822030035.

8. Vrabka J., Niehaus E.M., Münsterkötter M., Proctor R.H., Brown D.W., Novák O., Pěnčik A., Tarkowská D., Hromadová K., Hradilová M., Oklešt'ková J., Oren-Young L., Idan Y., Sharon A., Maymon M., Elazar M., Freeman S., Güldener U., Tudzynski B., Galuszka P., Bergougnoux V. Production and Role of Hormones During Interaction of Fusarium Species With Maize (Zea mays L.) Seedlings // Frontiers in plant science. 2019. Vol. 9. P. 1936. DOI: 10.3389/fpls.2018.01936.

9. Košmrlj K., Kladnik A., Bohanec B. Adventitious regeneration in styrian oil pumpkin in relation to the endoreduplication pattern and induced tetraploidy on fusaric acid-supplemented media // Plant Growth Regulation. 2015. Vol. 75. P. 587–594. DOI: 10.1007/s10725-014-9961-5.

10. Warchoł M., Czyczyło-Mysza I., Marcińska I., Dziurka K., Noga A., Kapłoniak K., Pilipowicz M., Skrzypek E. Factors inducing regeneration response in oat (Avena sativa L.) anther culture // In Vitro Cellular and Development Biology – Plant. 2019. Vol. 55. P. 595–604. DOI: 10.1007/s11627-019-09987-1.