База данных микробиологических фитопатогенов для растений класса газонной травы для анализа микробиологической обсемененности натуральных газонов методом ДНК-диагностики
мультиплексный анализ ДНК-диагностика заболеваний газонной травы уход за растениями фитопатогенные микроорганизмы болезни натуральных газонов
РЕФЕРАТ
Ключевые слова: болезни натуральных газонов, фитопатогенные микроорганизмы, уход за растениями, ДНК-диагностика заболеваний газонной травы, NGS-секвенирование, мультиплексный анализ
Целью работы являлось: Разработка прототипа базы данных микробиологических фитопатогенов для растений класса газонной травы.
В реферате представлены результаты исследований по разработке прототипа базы данных фитопатогенных и фитостимуляторных микроорганизмов для определения микробиологической обсеменённости натуральных газонов методом ДНК-диагностики с целью оптимизации ухода за растениями категории газонной травы.
Проведенные исследования направлены на доработку опытной технологии анализа микробиологической обсеменённости натуральных газонов методом ДНК-диагностики, контролю состояния спортивных газонов и почв с целью оперативного принятия решений по корректировке режима, обработке и своевременному лечению конкретных фитопатогенных заболеваний. Исследование проведено рамках работ по Гранту Федерального государственного бюджетного учреждения «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере». База данных позволяет выделять виды микроорганизмов, патогенных для исследуемого вида трав, таким образом она упрощает, систематизирует и оптимизирует получение результатов. 
Результаты исследования, полученные при анализе образцов, выделении ДНК и секвенировании гипервариабельных консервативных генов 16S и 18S рРНК(ITS), обрабатываются с помощью виртуальной машины Ubuntu, в которую интегрированы разработанные базы данных и алгоритмы анализа, что позволяет формировать аннотированные показатели количественного анализа относительной микробиологической обсеменённости с классификацией данных патогенности для каждого варианта трав или травосмесей с представлением результата в табличном формате csv.
В ходе работы разработан прототип базы данных микробиологических фитопатогенов для растений класса газонной травы, учитывающий видовой состав растений для анализа данных NGS ДНК-диагностики. Для оптимизации анализа разработан алгоритм автоматического анализа данных секвенирования и представления результатов в текстово-табличном формате, удобном для анализа гринкипером (агрономом).
Основные технические параметры прототипа базы данных микробиологических фитопатогенов для растений класса газонной травы.
Функция: аннотация результатов количественного анализ относительной микробиологической обсеменённости с классификацией данных патогенности для каждого варианта трав или травосмесей с представлением результата в табличном формате csv.
Количественные параметры, установленные к разработке прототипа базы данных:
база данных фитопатогенов должна состоять из двух таблиц в формате csv:
1. база данных растений: должна содержать не менее 30 трав, не менее 30 травосмесей.
2. база данных фитопатогенов: должна содержать не менее 70 фитопатогенов с указанием одного их эффектов на растения из базы растений: «вид обнаружен»; «есть
небольшой фитопатогенный эффект в опытах или на газонах;» «степень поражении газона или этого вида растения существенная».
Входящие материалы для анализа: результат анализа относительной микробиологической обсеменённости образца с помощью современной технологии
NGS в табличном формате csv.
Выходящие реакции: аннотированные результаты количественного анализа относительной микробиологической обсеменённости в табличном формате csv.
База данных предназначена для специалистов-агрономов, работающих на спортивных объектах, а также может использоваться специализированными лабораториями, осуществляющих микробиологическую диагностику здоровья спортивных газонов.
База данных может использоваться при формировании выводов о здоровье газонов и обработке результатов, полученных при анализе микробиологической обсемененности, позволяет сконцентрировать внимание специалистов-гринкиперов на ключевых фитопатогенах, исключить фитопатогены, которым не подвержены исследуемые виды растений, что особенно актуально при проведении метагеномного анализа, предусматривающего сбор данных о всех микроорганизмах в исследуемом образце. 
Разработанная база позволяет минимизировать временные затраты на обработку данных, полученных при анализе микробиологической обсемененности натуральных газонов методом ДНК-диагностики и NGS-секвенирования за счет сопоставления топологии видового состава газонной травы и травосмесей с выявленными фитопатогенными микроорганизмами. 
В результате проведенной работы:
1. Составлена база данных видов газонных растений, в том числе применяемых на профессиональных спортивных газонах, включая актуальные коммерчески доступные травосмеси с указанием коммерческого наименования и видового состава. Для создания газонов, в основном, используется 40 видов трав, наиболее часто используются следующие виды: Agrostis capillaris, Arrhenatherum elatius, Festuca arundinacea, Festuca ovina, Festuca pratensis, Festuca rubra, Lolium multiflorum, Lolium perenne, Phleum pratense, Poa pratensis, Poa trivialis. Приведен состав 40 травосмесей для газонов, включая распространенные спортивные газоны.
2. Составлена база данных фитопатогенных микроорганизмов газонных трав, среди них наибольший вред большинству газонов причиняют виды, вызывающие антракноз (Colletotrichum cereal, C. graminicola), ризоктониоз (Rhizoctonia solani, R. cerealis), мучнистые росы (Blumeria graminis), возбудители ржавчины (Puccinia coronata, P. graminis, P. recondita, и P. striiformis) пожелтение и изреживание газонов (Bipolaris sorokiniana, Drechslera/Helmintosporium/Pyrenophora), снежная плесень (Typhula/Fusarium). Приведено более 70 видов фитопатогенов газонной травы.
База данных используется при формировании выводов и систематизации данных, полученных при анализа микробиологической обсеменённости натуральных газонов методом ДНК-диагностики, предназначена для специалистов-агрономов, работающих на спортивных объектах, может использоваться специализированными лабораториями, осуществляющих микробиологическую диагностику здоровья спортивных газонов методами NGS-секвенирования
Глеб
Спешилов
Игоревич
Научный руковолитель гранта
Отсутствует
Отсутствует
0
0
https://biospark.pro/greengene
РОССИЯ
Валерий
Ермилов
Викторович
Генеральный директор Управляющей Организации ООО "Биоспарк"
РОССИЯ
34.31.35
Патофизиология растений
01.06.KM
GENETICS & HEREDITY
04.01.AH
AGRICULTURE, MULTIDISCIPLINARY
Александр
Кураков
Васильевич
Разработка структуры базы данных, проработка и составление видового состава трав, травосмесей и фитопатогенных микроорганизмов, подбор материалов базы данных.
РОССИЯ
ФОНД СОДЕЙСТВИЯ ИННОВАЦИЯМ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
ООО "ГРИН ГЕН"
Общество с ограниченной ответственностью "ГРИН ГЕН"
5177746399628
Организация
Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно
Общества с ограниченной ответственностью