Перейти к основному контентуПерейти к статье Логотип Elsevier

Другие варианты доступа Физиология и биохимия растений Том 116, июль 2017, страницы 36-47 Исследовательская статья С точки зрения метаболизма: возможные причины устойчивости гибрида мандарина «Шугар Белль» к huanglongbing а Киллини Набиль , Мария Филомена, , Шелли Э. , Ахмад А. б с , Фарадж Хиджаз а , Фред Г. Гмиттер младший б , Джуд У. Гроссер б

Показать больше

Поделиться

Цитировать https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2017.05.001 Получить права и контент Основные моменты • Полевые наблюдения показали, что новый гибрид мандарина «Шугар Белль» устойчив к болезни «голый ствол». • Мы изучили летучие и нелетучие метаболиты мандарина «Шугар Белль», выращенного в теплице, и четырёх его предков. • В «Шугар Белль» было много летучих веществ: α-туйена, пара-цимена, γ-терпинена, тимола, β-элемена и т-β-кариофиллена. • В «Сахарной красавице» было много синефрина, фенольных соединений, хироинозитола, фруктозы, глюкозы и сахарных кислот. • Высокий уровень летучих фенольных соединений с противомикробными свойствами может быть причиной устойчивости к HLB. Аннотация Желтая пятнистость листьев (HLB) в настоящее время считается самым разрушительным заболеванием цитрусовых. С момента своего распространения в Северной и Южной Америке HLB уничтожила миллионы деревьев и привела к резкому снижению урожайности во многих регионах выращивания цитрусовых. В связи с постоянным распространением HLB во Флориде и по всему миру существует острая необходимость в выведении коммерческих сортов цитрусовых, устойчивых к HLB. Интересно, что полевые наблюдения показали, что некоторые из недавно выведенных гибридов мандарина, такие как «Шугар Белль», устойчивы к HLB. В этом исследовании мы изучили летучие и нелетучие метаболиты мандарина «Шугар Белль», выращенного в теплице, и четырёх его предшественников, чтобы понять, почему мандарин «Шугар Белль» относительно устойчив к HLB. Летучие вещества из листьев были непосредственно извлечены гексаном и проанализированы с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС). Полярные метаболиты из листьев были извлечены смесью метанола и воды (1:1, об./об.), превращены в триметилсилиловые эфиры и проанализированы с помощью ГХ-МС. В листьях мандарина «Шугар Белль» и его предшественников было обнаружено 47 летучих соединений и 42 полярных метаболита.В «Шугар Белль» было много летучих веществ, таких как α-туйен, пара-цимен, γ-терпинен, тимол, β-элемен и (E)-β-кариофиллен. Некоторые из этих летучих веществ, особенно тимол, β-элемен и (E)-β-кариофиллен, известны своей противомикробной активностью. Кроме того, в мандарине «Шугар Белль» было больше всего синефрина, бензойной кислотыкофеиновой кислоты, феруловой кислоты, , хиро-инозитола, фруктозы, глюкозы, треониновой кислоты, сахаровой кислоты, и галактарной кислоты, а также второе место по треонину, яблочной кислоте, и миокофеиновой кислоте-инозитолу по сравнению с предшественниками. Фенольные соединения, такие как бензойная, феруловая и кислоты, могут действовать как антибактериальные средства, в то время как другие, например, сахарные спирты, могут защищать мандарин «Шугар Белль» от стресса во время атаки патогенов. Толерантность «Шугар Белль» и других недавно выведенных гибридов мандарина следует дополнительно изучить с помощью исследований в теплицах. Если толерантность этих гибридов подтвердится, их можно будет использовать для замены традиционно восприимчивых сортов. Введение Хуанлунбин (HLB), также называемый позеленением цитрусовых, был впервые обнаружен на юге Китая в 1919 году (Bové, 2006). Северная Америка была свободна от HLB до тех пор, пока в 2004 году он не был обнаружен во Флориде, США (Bové, 2006). С момента своего обнаружения в Северной и Южной Америке HLB распространился во многих регионах выращивания цитрусовых в Бразилии и США (Teixeira et al., 2008). Из-за HLB погибли миллионы цитрусовых деревьев, что привело к резкому сокращению производства цитрусовых во всём мире (Ходжес и др., 2014). Из-за распространения HLB во Флориде производство апельсинов во Флориде в сезоне 2015–2016 годов было самым низким за последние 50 лет (NASS, 2017). Candidatus Liberibacter, вызывающий позеленение цитрусовых, — это грамотрицательная бактерия, обитающая в флоэме. С позеленением цитрусовых были связаны три вида Candidatus Liberibacter, которые ещё не были культивированы: Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas), Candidatus Liberibacter americanus (Clam) и Candidatus Liberibacter africanus (CLaf). CLas встречается в Азии, Северной Америке и Бразилии, в то время как Clam и CLaf являются эндемичными для Бразилии и Африки соответственно. CLas и Clam передаются азиатской цитрусовой тлёй Diaphorina citri Куваямы, в то время как CLaf передаётся африканской цитрусовой тлёй Trioza erytreae (Татиненей и др., 2008). Хотя Candidatus Liberibacter может распространяться при прививке, основным переносчиком патогена CLas в полевых условиях являются цикадки. Цикадки заражаются патогеном, вызывающим позеленение цитрусовых, питаясь соком филлоидов заражённых деревьев, а затем переносят его на здоровые деревья. Полевые наблюдения показали, что D. citri предпочитает одни растения-хозяева больше, чем другие. Например, Poncirus trifoliata была случайным растением-хозяином, в то время как сладкий апельсин и Murraya paniculata (L.) Джек (апельсиновый жасмин) были наиболее предпочтительными растениями-хозяевами для D. citri (Хэлберт и Манджунат, 2004). Кроме того, сравнительные лабораторные исследования показали, что некоторые растения-хозяева D. citri предпочитает больше, чем другие. Цай и Лю протестировали несколько растений-хозяев D. citri и обнаружили, что грейпфрут является наиболее предпочтительным растением-хозяином, за ним следуют горький лимон, апельсиновый жасмин и кислый апельсин (Цай и Лю, 2000). Ричардсон и Холл также показали, что гибриды Poncirus trifoliata x Citroncirus spp. более устойчивы к D. citri, чем Citrus macrophylla Вестера (Алемоу). Хотя они не исследовали механизм, лежащий в основе устойчивости P. trifoliata к D. citri, считается, что P.Trifoliata может обладать антиксенотической устойчивостью к D. citri (Ричардсон и Холл, 2014).