Search for morphological, biochemical, and microbiological markers of resistance of raspberry cultivars to Botrytis cinerea Pers. | Поиск морфологических, биохимических и микробиологических маркеров устойчивости сортов малины к Botrytis cinerea Pers.

English. To accelerate the breeding process, studies were conducted to identify morphological, biochemical, and microbiological markers of raspberry resistance to Botrytis cinerea Pers. The research objects were leaves of cultivars and forms differing in their resistance to gray mold. Using optical microscopy, we found that the abaxial surface of resistant cultivar leaves had multiple trichomes (hairs) not only along the veins, but also in the interveinal spaces. Moreover, closely spaced yellow glandules were discovered there as well. On the abaxial leaf surface of susceptible cultivars, rare trichomes were located along the primary leaf vein (midrib). No glandules were observed. Electron microscopy convincingly demonstrated that the adaxial side of resistant cultivars was so densely covered with intertwined hairs of different lengths that the plant cuticle was not visible. In susceptible cultivars, the hairs were sparse, and the cuticle could be seen. The correlation analysis between the mineral content in the leaves and the extent of damage to raspberry cultivars by B. cinerea revealed a medium and weak dependence between these indicators. Thus, they cannot be used as reliable markers of resistance to gray mold of fruits. As a result of metabolomic profile analysis, resistant cultivars were found to contain an increased amount (1.5-23.6 times) of compounds with antimicrobial (fungicidal) action in the composition of the epicuticular layer of leaves. They are as follows: lignoceric, decanoic (capric), pelargonic acids, as well as ethyl gallate, arabinofuranose, 1-butanamine. These compounds can be considered biochemical markers of resistance to B. cinerea and used for early seedling disease diagnosis. Strains of cultivated endophytic bacteria forms with established antifungal activity against B. cinerea were isolated from the leaves of the resistant cultivar Zhar-Ptica and selected form No. 11-165-10.

Russian. Для ускорения селекционного процесса были проведены исследования по поиску морфологических, биохимических и микробиологических маркеров устойчивости малины к Botrytis cinerea Pers. Объекты исследований - листья сортов и форм, различных по устойчивости к серой гнили. С помощью световой микроскопии установили, что на абаксиальной стороне листа устойчивых сортов имеются множественные трихомы (волоски), которые размещены не только по жилкам, но и в межжилковом пространстве, а также находятся часто расположенные мелкие железки желтого цвета. На абаксиальной стороне листа восприимчивых сортов редкие трихомы располагаются по центральной жилке листа, железок не наблюдается. Методом электронной микроскопии показано, что адаксиальная сторона устойчивых сортов настолько густо покрыта переплетающимися волосками разной длины, что кутикула не просматривается. У восприимчивых сортов волоски реже, можно увидеть кутикулу. Проведенный корреляционный анализ содержания в листьях минеральных веществ и степени поражения сортов малины B. cinerea выявил среднюю и слабую зависимости между этими показателями, что не позволяет использовать их в качестве надежных маркеров устойчивости к серой гнили плодов. В результате анализа метаболомного профиля установлено, что устойчивые сорта в составе эпикутикулярного слоя листьев содержат повышенное количество (в 1,5-23,6 раза) соединений, обладающих антимикробным (фунгицидным) действием: лигноцериновая, декановая, пеларгоновая кислоты; этилгаллат, арабинофураноза, 1-бутанамин, которые можно считать биохимическими маркерами устойчивости к B. cinereа и использовать для ранней диагностики сеянцев. Из листьев устойчивого сорта 'Жар-Птица' и отборной формы № 11-165-10 выделены штаммы культивируемых форм эндофитных бактерий с установленной антифунгальной активностью по отношению к B. cinerea.