Оцінка фізіологічного стану підщепи P-HL-А за умов інфікування фітоплазмою

Лілія Павлюк, Міхаела Марклова
Анотація

Актуальність дослідження обумовлена значним впливом фітоплазмових інфекцій на продуктивність та фізіологічний стан підщеп садових культур, що створює ризики для приживлюваності та розвитку бруньок під час щеплення та їхнього подальшого росту. Метою роботи було оцінити фізіологічну придатність підщепи P-HL-A за умов потенційного або наявного інфікування фітоплазмою у період проведення окулірування. Для досягнення цієї мети застосовувалися методи молекулярної діагностики, а саме полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) в реальному часі для визначення наявності патогену, аналіз тургесцентності листкових тканин для оцінки водного дефіциту, а також спектрофотометричне визначення фотосинтетичних пігментів (хлорофілів та каротиноїдів). Було досліджено зміни водного режиму та функціонального стану фотосинтетичного апарату підщеп P-HL-A залежно від ступеня інфікування. Було встановлено, що фітоплазмове ураження спричиняє водний дефіцит у межах 31,6-37,5 % та зниження відносної тургесцентності до 62,4-68,4 %, що свідчило про розвиток помірного водного стресу. Було проаналізовано вміст фотосинтетичних пігментів, який знижувався на 11,9-33,3 % залежно від типу пігменту та рівня інфекційного навантаження. Було узагальнено, що початковий вплив патогену проявлявся зниженням тургору клітин та фотосинтетичної активності, що може негативно впливати на приживлюваність бруньок під час щеплення. Практична цінність роботи полягає в тому, що отримані результати можуть бути використані садівниками, агрономами та науковцями у розсадниках та дослідних станціях для оптимізації агротехнічних заходів, контролю фітоплазмових інфекцій та підвищення ефективності розмноження плодових культур

Ключові слова

водний дефіцит; фотосинтез; тургесцентність клітин; хлорофіл; каротиноїди

ЦИТУВАТИ
Pavliuk, L., & Marklová, M. (2025). Assessment of the physiological state of the P-HL-A rootstock under conditions of phytoplasma infection. Plant and Soil Science, 16(4), 47-56. https://doi.org/10.31548/plant4.2025.47
Використані джерела
  1. Ahmad, S.J.N., Farid, N., & Ahmad, J.N. (2019). Metabolic and physiological changes induced in Sesamum indicum infected by phytoplasmas. Phytopathogenic Mollicutes, 9(1), 137-138. doi: 10.5958/2249-4677.2019.00069.0.
  2. Arocha, Y., Antesana, O., Montellano, E., Franco, P., Plata, G., & Jones, P. (2007). “Candidatus Phytoplasma lycopersici”, a phytoplasma associated with “hoja de perejil” disease in Bolivia. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 57(8), 1704-1710. doi: 10.1099/ijs.0.64851-0.  
  3. Asudi, G.O., Omenge, K.M., Paulmann, M.K., Reichelt, M., Grabe, V., Mithöfer, A., Oelmüller, R., & Furch, A.C.U. (2021). The physiological and biochemical effects on napier grass plants following napier grass stunt phytoplasma infection. Phytopathology, 111(4), 703-712. doi: 10.1094/PHYTO-08-20-0357-R.
  4. Bai, X., Correa, V.R., Toruño, T.Y., Ammar, E.-D., Kamoun, S., & Hogenhout, S.A. (2009). AY-WB phytoplasma secretes a protein that targets plant cell nuclei. Molecular Plant-Microbe Interactions, 22(1), 18-30. doi: 10.1094/MPMI-22-1-0018.
  5. Bertaccini, A., Duduk, B., Paltrinieri, S., & Contaldo, N. (2014). Phytoplasmas and phytoplasma diseases: A severe threat to agriculture. American Journal of Plant Sciences, 5(12), 1763-1788. doi: 10.4236/ajps.2014.512191.
  6. Bertamini, M., Muthuchelian, K., Grando, M.S., & Nedunchezhian, N. (2002). Effects of phytoplasma infection on growth and photosynthesis in leaves of field grown apple (Malus pumila Mill. cv. Golden Delicious). Photosynthetica, 40(1), 157-160. doi: 10.1023/A:1020156021629.
  7. Caglayan, K., Choueiri, E., & Rao, G.P. (2023). Graft and vegetative transmission of phytoplasma-associated diseases in Asia and their management. In A.K. Tiwari, K. Oshima, A. Yadav, S.A. Esmaeilzadeh-hosseini, Y. Hanboonsong & S. Lakhanpaul (Eds.), Characterization, epidemiology, and management (pp. 21-36). New York: Academic Press. doi: 10.1016/B978-0-323-91671-4.00014-9.
  8. Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://www.cbd.int/doc/legal/cbd-en.pdf.
  9. Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1976, March). Retrieved from https://treaties.un.org/doc/publication/unts/volume%20993/volume-993-i-14537-english.pdf.
  10. El-Mageed, T.A.A., Rady, M.O.A., Semida, W.M., Shaaban, A., & Mekdad, A.A.A. (2021). Exogenous micronutrients modulate morpho-physiological attributes, yield, and sugar quality in two salt-stressed sugar beet cultivars. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 21, 1421-1436. doi: 10.1007/s42729-021-00450-y.
  11. EPPO Global Database. (2023). “Candidatus Phytoplasma prunorum”. Retrieved from https://gd.eppo.int/taxon/PHYPPR/distribution.
  12. Konup, A.I., Muliukina, N.A., & Konup, L.O. (2019). Detection of virus, bacterial and phytoplasmic diseases on vineyards of Odesa oblast. Bulletin of Agricultural Science, 4(4), 24-29. doi: 10.31073/agrovisnyk201904-04.  
  13. Kuyan, V. (2016). Productivity of non-irrigated apple gardens on seedling and clonal rootstocks under the conditions of Ukrainian Forest-Steppe and PolissyaScientific Horizons, 19(2), 149-156.
  14. Laxa, M., Liebthal, M., Telman, W., Chibani, K., & Dietz, K.-J. (2019). The role of the plant antioxidant system in drought tolerance. Antioxidants, 8(4), article number 94. doi: 10.3390/antiox8040094.
  15. Lee, S.-H., Kim, C.-E., & Cha, B. (2012). Migration and distribution of graft-inoculated jujube witches’-broom phytoplasma within a Catharanthus roseus plant. The Plant Pathology Journal, 28(2), 191-196. doi: 10.5423/PPJ.2012.28.2.191.
  16. Mekdad, A.A.A., Shaaban, A., Rady, M.M., Ali, E.F., & Hassan, F.A.S. (2021). Integrated application of K and Zn as an avenue to promote sugar beet yield, industrial sugar quality, and K-use efficiency in a salty and semi-arid agro-ecosystem. Agronomy, 11(4), article number 780. doi: 10.3390/agronomy11040780.  
  17. Pavliuk, L., Riaba, I., Kryvoshapko, V., Bublyk, M., Bondarenko, P., & Udovychenko, K. (2025). Effect of virus infection on functional traits of Prunus avium and Prunus cerasus plants in nurseries. Journal of Horticultural Research, 33(1), 55-66. doi: 10.2478/johr-2025-0006.
  18. Shaaban, A., Al-Elwany, O.A.A.I., Abdou, N.M., Hemida, K.A., El-Sherif, A.M.A., Abdel-Razek, M.A., Semida, W.M., Mohamed, G.F., & El-Mageed, T.A.A. (2022). Filter mud enhanced yield and soil properties of water-stressed Lupinus termis L. in saline calcareous soil. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 22, 1572-1588. doi: 10.1007/s42729-021-00755-y.
  19. Singh, V., Kumar, S., & Lakhanpaul, S. (2018). Differential distribution of phytoplasma during phyllody progression in sesame (Sesamum indicum L.) under field conditions – an important consideration for effective sampling of diseased tissue. Crop Protection, 110, 288-294. doi: 10.1016/j.cropro.2017.01.016.
  20. Tan, Y., Wei, H.-R., Wang, J.W., Zong, X.-J., Zhu, D.-Z., & Liu, Q.-Z. (2015). Phytoplasmas change the source-sink relationship of field-grown sweet cherry by disturbing leaf function. Physiological and Molecular Plant Pathology, 92, 22-27. doi: 10.1016/j.pmpp.2015.08.012.
  21. Tedeschi, R., & Alma, A. (2006). Fieberiella florii (Homoptera: Auchenorrhyncha) as a vector of “Candidatus Phytoplasma mali”. Plant Disease, 90, 284-290. doi: 10.1094/PD-90-0284.  
  22. Trempetić, G., Zezulová, E., Nečas, T., Šnurkovič, P., & Kiss, T. (2025). Influence of “Candidatus Phytoplasma prunorum” on primary and secondary metabolites of apricots. Plant Protection Science, 61(3), 242-254. doi: 10.17221/128/2024-PPS.  
  23. Valentová, L., Bohunická, M., Rejlová, M., Suchá, J., Nečas, T., Eichmeier, A., Cmejlova, J., & Cmejla, R. (2022). A survey of “Candidatus Phytoplasma pyri” isolates in the Czech Republic based on imp gene genotyping. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 50(1), article number 12602. doi: 10.15835/nbha50112602.  
  24. Wang, R., Bai, B., Li, D., Wang, J., Huang, W., Wu, Y., & Zhao, L. (2024). Phytoplasma: A plant pathogen that cannot be ignored in agricultural production – research progress and outlook. Molecular Plant Pathology, 25(2), article number e13437. doi: 10.1111/mpp.13437.  
  25. Zafari, S., Niknam, V., Musetti, R., & Noorbakhsh, S.N. (2012). Effect of phytoplasma infection on metabolite content and antioxidant enzyme activity in lime (Citrus aurantifolia). Acta Physiologiae Plantarum, 34, 561-568. doi: 10.1007/s11738-011-0855-0.