Характеристика вирусных болезней растений

Болезнями растений занимается наука фитопатология.

Фитопатология (от греч. phyton — растение, pathos — болезнь и logos — учение), наука о болезнях растений, средствах и методах их профилактики и ликвидации. Тесно связана с анатомией и физиологией растений, микробиологией, микологией, генетикой, селекцией, растениеводством, химией, физикой и другими естественными науками. Частная Фитопатология включает сельскохозяйственную фитопатологию, которая исследует болезни сельскохозяйственных культур, лесную фитопатологию (болезни деревьев и кустарников) и фитопатологию декоративных культур.
Болезни растений – это патологические процессы, протекающие в растениях под влиянием возбудителей болезней и неблагоприятных условий среды; проявляются в нарушении фотосинтеза, дыхания и других функций, вызывают поражения отдельных органов или преждевременную гибель растений. Болезни снижают урожай и ухудшают его качество. Известно свыше 30 тыс. различных болезней растений.
В развитии инфекционных болезней различают несколько фаз:

- прединфекционная (накопление инфекционного начала в окружающей среде),
- заражение (внедрение возбудителя болезни в растение),
- инкубационный период (скрытое развитие возбудителя болезни внутри растения, без видимых визуально симптомов)
- послеинкубационный период (появление внешних признаков заболевания),
- защитная реакция растения (иммунные реакции).

Инфекционные болезни часто принимают характер массового развития, или -эпифитотий.

К возбудителям инфекционных болезней растений относятся.
1. Паразитические грибы (по ориентировочным подсчетам, существует не менее 10 000 видов фитопатогенных грибов); Грибы предпочитают кислую среду обитания. Сок растений обычно имеет слабокислую реакцию. Грибы образуют особые структуры, с помощью которых проникают через покровы тканей растений и клеточную стенку. Большинство грибов образуют два вида спор, одни из которых служат для распространения, а другие — для выживания в неблагоприятных условиях.

2. Паразитические бактерии (возбудителями болезней растений являются только 150—200 видов); Бактерии лучше растут в щелочной среде. Но они лишены способности активно проникать в ткани растений. Только часть бактерий образует споры, тогда как у остальных для распространения служат сами бактериальные клетки. Бактерии не имеют также специальных органов для перезимовки, благодаря чему их сохранение от одного вегетационного сезона до другого значительно затрудняется.

3. Паразитические цветковые растения, живущие за счет других растений, носящих название растений-хозяев.

4. Паразитические животные или растительные нематоды.
Чаще всего — это обитающие в почве круглые черви, называемые фитогельминтами. Они прокалывают растение, проникают в него и питаются его содержимым. Фитогельминты выделяют ферменты, превращающие сложные органические вещества растений в простые, пригодные для усвоения. Некоторые нематоды выделяют биологически активные соединения, способствующие притоку к ним питательных веществ. Вокруг места проникновения таких нематод начинается усиленное деление клеток и образуются утолщения — галлы. Нематоды способны выделять токсические вещества, подавляющие устойчивость к ним со стороны растений. Многие нематоды и растения-паразиты являются переносчиками вирусов, и в этом состоит их большая опасность.

5. Вирусы — инфекционные болезнетворные агенты, находящиеся на грани между веществами и существами. Вирусы составляют вторую по вредоносности после грибов группу патогенов растений. В настоящее время известно около 600 фитопатогенных вирусов. Все они заражают только живые ткани растений.

Все возбудители болезней растений в порядке убывающей вредоносности могут быть расположены в следующий ряд:
ГРИБЫ — ВИРУСЫ – БАКТЕРИИ — ПАРАЗИТИЧЕСКИЕ ЦВЕТКОВЫЕ РАСТЕНИЯ

Для того чтобы стать патогеном, микроорганизм должен приспособиться к своему будущему хозяину, или пройти процесс специализации.

Специализация — это приуроченность патогена к одному или нескольким растениям-хозяевам. Различают узко — и широко специализированные группы возбудителей болезней. Широко специализированные вызывают заболевания различных родов внутри одного семейства растений или даже растений различных семейств. Некоторые возбудители болезней, например возбудитель серой гнили (Botrytis cinerea), заселяют и разрушают без разбора всевозможные ткани и органы различных растений. В силу этого их называют полифагами.

Монофаги, или узкоспециализированные патогены, паразитируют только на растениях одного рода или даже одного вида. Внутри вида у таких паразитов часто возникают особые формы, приспособленные только к определенным сортам, которые не отличаются друг от друга во всем, кроме способности поражать одни сорта и не поражать другие. Такие формы получили название специализированных форм или физиологических рас.

Патогены растений отличаются по характеру своих патогенных свойств. Среди них различают несколько групп:

Факультативные сапрофиты в отличие от факультативных патогенов, которые преимущественно ведут сапрофитный образ жизни лишь иногда паразитируют, наоборот, преимущественно паразитируют и лишь иногда переходят к сапрофитному образу жизни. Круг их хозяев уже значительно уже.

Облигатные патогены (обязательные) - в природе живут только за счет живых растительных тканей. Они принадлежат к числу монофагов, т. е. их растением-хозяином является какой-нибудь один растительный род или близкие роды. Облигатами являются примерно 25% всех патогенов растений. Они встречаются во всех главных группах растительных патогенов, за исключением бактерий. Многие облигатные паразиты чрезвычайно вредоносны (ржавчина и мучнистая роса). Облигаты выбирают своей жертвой сильные, активно функционирующие растения. Как правило, эти патогены обладают орудиями, позволяющими им проникать через неповрежденную поверхность растений. Патогены этой группы в природе представлены многочисленными физиологическими расами.

Эта статья - фрагмент издания Елены Евдокимовой "Защита садовых растений". Полную информацию о нем вы можете получить здесь

Вирусы могут распространяться вертикально (от родителей потомству) и горизонтально (от больных растений к здоровым).

Вертикальное распространение возможно при размножении вегетативными частями и семенами. В вегетативных частях зараженных растений — клубнях, луковицах, черенках — сохраняются все вирусы, поэтому и наибольший урон вирусы наносят растениям, размножающимся вегетативными органами, — картофелю, цветочным и плодово-ягодным культурам. В семенах сохраняется лишь около 20% известных вирусов, причем заражение семян очень редко может достигать 100%. Семенами возможна передача вируса штриховатой мозаики ячменя, вирусов мозаики люцерны, мозаики фасоли и сои, крапчатости нута, вирус кольцевой пятнистости малины.

Горизонтальная передача может быть контактной и векторной.

Контактное распространение происходит при соприкосновении листьев или корней зараженных растений со здоровыми. На трущихся друг о друга листьях возникают мелкие ранки (например, поломка волосков), через которые сок, содержащий вирусные частицы, может перейти из одного растения в другое. Следовательно, контактная передача возможна только для вирусов, накапливающихся в эпидермальных клетках (флоэмные вирусы контактно не передаются) и способных сохраняться в соке вне клеток растения. Для ВТМ, ХВК, вируса желтой мозаики турнепса контактный способ передачи является доминирующим. Большую угрозу представляет распространение вирусов контактным способом в период ухода за растениями, связанного с их повреждениями (культивация, пасынкование томата, ломка листьев табака).

Наиболее распространенный способ горизонтальной передачи вирусов — векторный (переносчиками). Большинство переносчиков вирусов относится к членистоногим (насекомым, клещам), имеющим колюще-сосущий ротовой аппарат. Он имеет вид жестких хитиновых щетинок, простых, подобных иголкам, или острых трубочек, схожих со шприцем. Щетинки прокалывают покровы растения и через одну трубочку нагнетают внутрь слюну, содержащую ферменты, которые расщепляют высокомолекулярные соединения сока, а через вторую — всасывают частично переваренную пищу. Следовательно, одна щетинка соединена со слюнными железами, а вторая — с пищеварительной системой. Такие особенности питания создали идеальные условия для распространения вирусов. А для флоэмных вирусов передача насекомыми, которые питаются флоэмным соком растений, — единственный природный способ попадания в места размножения. Кроме того, насекомое в поисках флоэмного сока продвигает свой стилет между клетками и выделяет застывающий слюнный коагулят, который защищает клетки растения от повреждений (рис. 1.21), что тоже очень важно для успешного заражения, так как вирусы не могут сохраняться и, тем более, размножаться в мертвых клетках.

Рис. 1.21. Ход стилета цикадки в тканях стебля томата [1]

Поэтому эффективность переноса вирусов насекомыми гораздо выше, чем при контактном заражении. Например, число частиц YBK, вносимых тлями при питании, в 1000 раз меньше, чем минимальное число частиц, необходимое для заражения растения при натирании листьев зараженным соком.

Больше всего переносчиков (около 200 видов) относится к семейству тлей, для которых характерна широкая специализация в передаче. Так, персиковая тля (Myzus persicae) может передавать до 70 разных вирусов, а один и тот же вирус способен передаваться разными тлями, хотя есть и исключения. Вирус скручивания листьев картофеля (L-eupyc) передается тремя видами тлей, а вирус тристецы цитрусовых в Новом Свете — только одним видом — цитрусовой тлей (Toxoptera citrididus). Желтую карликовость ячменя вызывает комплекс вирусов, каждый из которых передается только одним-двумя видами тли. Много вирусов переносится цикадками, для которых характерна более высокая специализации передачи, чем для тлей. Из 109 видов цикадок, известных как переносчики вирусов, 94 вида передают лишь по одному вирусу, семь видов — по два вируса, семь — по три и один вид — четыре вируса.

По взаимоотношениям с переносчиком вирусы разделяют на две- группы — неперсистентные (не сохраняющиеся в теле переносчика) и персистентные (сохраняющиеся) (табл. 1.1).

Основные различия неперсистентных и персистентных вирусов

Для приобретения вируса из растения достаточно короткого периода питания (30 с — 2 мин). Следовательно, вирус воспринимается из клеток эпидермиса

Для приобретения вируса необходимо длительное питание, не менее 30 мин. Следовательно, вирус воспринимается из клеток флоэмы

Латентный период в теле насекомого отсутствует, способность к передаче приобретается сразу после питания на больном растении

Для приобретения способности к передаче требуется латентный период в теле насекомого от нескольких дней до нескольких недель

Вирофорные (приобретшие вирус) насекомые быстро теряют способность к передаче вирусов

Вирофорные насекомые сохраняют способность к передаче вируса длительное время, иногда — всю жизнь

Неперсистентные вирусы находятся в паренхиме, как правило, вызывают мозаики и передаются, в основном, тлями. Наиболее важные их представители — вирусы мозаики свеклы, фасоли, огурцов, У, А и М-вирусы картофеля. Они адсорбируются на элементах ротового аппарата — стилета и счищаются с него при повторных актах питания. После линьки, при которой сбрасываются все хитиновые части насекомого, включая стилет, вирофорные тли теряют способность к передаче. Специфичность тлей и вирусов обусловлена тем, что адсорбция на стилете вирусных частиц может происходить только при определенных физико-химических свойствах поверхностей стилета и вирусных частиц. Некоторые вирусы (ВТМ, ХВК)

вообще нс способны передаваться насекомыми, а другие (YBK) связываются со стилетом не непосредственно, а с помощью специального белка- посредника, кодируемого геномом вируса.

Персистентные вирусы локализованы во флоэме и вызывают желтухи. Они передаются цикадками, тлями, трипсами, белокрылками. Латентный период в теле переносчика необходим им для размножения в его теле и перехода из пищеварительного тракта в слюнные железы, из которых они могут извергаться при питании переносчика. От скорости размножения зависит длина латентного периода. Так, латентный период вируса мозаики чертополоха в теле тлей, которых содержали при температуре 25°С, составил восемь дней, а при температуре 5°С, когда размножение вируса замедлено, — 46 дней. Некоторые персистентные вирусы могут в теле цикадок передаваться от одного поколения другому через отложенные яйца (трапсовариально). В России встречаются два таких вируса: русской мозаики озимой пшеницы и штриховатости риса.

Некоторые вирусы имеют смешанные свойства и называются полуперсистентными. Они не имеют латентного периода и не сохраняются после линьки, но приобретаются после длительного питания тлей на зараженном растении, и эффективность передачи усиливается с увеличением периода питания на зараженном и здоровом растениях. Таковы вирус желтухи свеклы и вирус тристецы цитрусовых. Они находятся во флоэме зараженных растений и в глотке вирофорных тлей.

Почвообитающие вирусы распространяются нематодами и грибами. Нематоды распространяют около 20 вирусов, многие из которых вызывают кольцевые пятнистости па листьях и могут сохраняться в семенах и в корневищах сорных растений. Важнейшие из них — вирус кольцевой пятнистости табака, малины, вирус погремковости табака, вирус розе- точности персика и др. Их переносчики — свободноживущие нематоды из родов ХурЫпета, Trichodorus, Longodorus. Они имеют хитиновый стилет для прокалывания покровной ткани растения и питаются всасыванием клеточного содержимого. Хитридиевые грибы передают вирусы, частицы которых адсорбируются на поверхности зооспор. На поверхности корневых волосков зооспоры инцистируются (покрываются оболочками), после чего вирусные частицы оказываются под оболочкой. Когда содержимое зооспоры переливается в клетку корня, вирусы также оказываются в клетке. Таким способом гриб Olpidium brassicae распространяет вирус некроза табака, a Olpidium cucurbitae — вирус некроза огурцов. Ряд вирусов злаков (желтая мозаика ячменя, американская мозаика пшеницы, мозаика овса) передаются миксомицетом Polymyxa graminis.

Попытки создания иерархической линнеевской системы (отдел — класс — порядок — семейство — род — вид) вирусов оказались неудачными вследствие их полифилетического происхождения (от разных предков). Поэтому созданы лишь системы низших таксонов — порядков и ниже. Разделение на порядки основано на структуре генома: ДНК или РНК, число цепей, плюс- и минус-цепи. Название порядка заканчивается словом virales.

Разделение на семейства проводится на основе структуры частиц (спиральная или кубическая симметрия капсида, наличие мембраны), формы частицы, а также способов передачи. Наименование семейств заканчивается суффиксом viridae. В роды объединяют сходные вирусы, различающиеся кругом хозяев, вирулентностью. Наименования родов заканчиваются словом virus. Виды обозначаются традиционным наименованием. Некоторые примеры системы приведены в табл. 1.2.

Классификация вирусов растений (по рекомендациям Международного номенклатурного комитета, 2005 г.)

Вирусы насекомых - класс пестицидов, содержащих в качестве действующего вещества вирусы, вызывающие болезни насекомых. Вирусы являются простейшими неклеточными формами жизни, которые паразитируют в клетках хозяина на молекулярно-генетическом аппарате.

Введение

Вирусы насекомых высокоспецифичны и безопасны для человека и сельскохозяйственных животных, не загрязняют среды обитания. Их характеризует более низкая норма применения, по сравнению с другими биологическими средствами защиты растений.

Вирусы насекомых, как и другие вирусы, могут развиваться только в клетках живых организмов, поражая их цитоплазму или ядро. В соответствии с этим различают ядерные и цитоплазменные вирусы. Наибольший интерес для биологического способа борьбы имеют три группы вирусов: вирусы ядерного и цитоплазменного полиэдрозов и вирусы гранулеза.

Бакуловирусы могут быть использованы в качестве биоинсектицидов против значительного количества вредных видов благодаря их высокой вирулентности, специфичности и пролонгированной активности за счет эпизоотий. [4] [8]

Также можно ставить задачу не полного уничтожения вредителя, а только уменьшения его численности до экономически неопасного уровня. Достаточно при этом одной вирусной обработки, поскольку в популяции вредителя устанавливается равновесие между насекомым и вирусом, которое может сохраняться очень продолжительное время (несколько лет). [7]

История

Первые описания вирусных болезней насекомых (гусениц тутового шелкопряда) появились в литературе в середине девятнадцатого столетия. Однако еще в течение многих последующих десятилетий вирусные заболевания смешивали с бактериальными, протозойными и другими инфекционными болезнями, так как в то время не было ничего известно даже о самом существовании вирусов.

Вирусы были открыты русским ученым Д. И. Ивановским в 1892 году при изучении мозаичной болезни табака. [8]

Сознательное использование вирусов началось в 40-х годах ХХ века, когда Э.Штейнхауз (1945г.) впервые применил полиэдроз против люцерновой желтушки. Такая обработка показала высокую эффективность. [7]

В Калифорнии начались широкие испытания вирусных гранулезов и ядерных полиэдрозов против листовертки, люцерновой желтушки, репной белянки и прочих вредителей.

В России О.И.Швецова в 1954 году одна из первых обратила внимание на необходимость применения вирусов. Несколько позднее с помощью обработки яйцекладок вредителя вирусной суспензией ядерного полиэдроза были проведены успешные работы в лесах по снижению численности непарного шелкопряда. На Международном энтомологическом конгрессе в Москве в 1968 году два доклада сообщали об удачном применении гранул капустной белянки в Прибалтике и гранул озимой совки в Узбекистане. Использование вирусов в сельском хозяйстве в дальнейшем стало расширяться. Из описания свойств бакуловирусов насекомых становится ясным, почему из многочисленных представителей существующих в природе вирусов насекомых были взяты на вооружение именно эти вирусы: они безвредны для человека, полезных насекомых, растений и теплокровных животных, накапливаются в теле насекомого (до 20% от сухого веса), обладают достаточной специфичностью и являются естественными членами биоценозов. [8]

В настоящее время человечеству известны многие вирусы, которые вызывают заболевания различных растений, животных и человека. К 70 годам прошлого столетия для насекомых наибольшее количество вирусных болезней (примерно 200) было известно среди чешуекрылых. Заболевания, вызываемые этими мельчайшими возбудителями, обнаружены также у 20 видов перепончатокрылых, у 7 видов двукрылых и 1 вида жесткокрылых. [8]

Ультратонкий срез через полиэдр Непарного шелкопряда. Х 37 000. Видны палочковидные вирусные частицы.

Общие сведения

Вирусы насекомых или энтомопатогенные вирусы – узкоспециализированная группа клеточных паразитов. Они приспособлены только к насекомым и имеют свойства, отличающие их от других групп вирусов. Главное свойство большинства вирусов насекомых – это способность образования в процессе развития телец-включений (инклюзий) в виде белкового матрикса, где заключены зрелые вирионы – носители инфекции. Вирион является конечной стадией развития вируса, главной вирусной субстанцией. Он содержит генетический материал в виде нуклеиновых кислот – однонитчатой РНК и двуспиральной ДНК и передает новому вирусному поколению генетическую информацию.

Вирионы могут быть прямоугольной, сферической, изометрической или палочковидной формы, они окружены капсидами – 1 или 2-мя белковыми оболочками. Форма вириона – один из критериев, которые используются в классификации вирусов. [5]

Инклюзии – белковые тельца-включения. Они могут иметь форму полиэдров – многогранников или гранул – овальную форму. Отдельные виды вирусов инклюзий не образуют. [5]

Цитоплазма или ядра клеток в организме хозяина могут быть местом репликации вируса, различные ткани и органы – местом локализации. Тканевый тропизм и форма инклюзий тоже являются критериями, по которым классифицируют вирусы и диагностируют вирусные болезни. [5]

Гранулы и полиэдры, где заключены вирионы, надежно защищают последних от внешних неблагоприятных факторов и способствуют распространению и длительному сохранению вирусов. В полиэдрах вирионы расположены одиночно или пучками; в гранулах, обычно, вирион только один. Сами гранулы и полиэдры устойчивы к механическим, температурным воздействиям, в воде не растворяются, находясь вне организма хозяина, сохраняют долгое время свои физико-химические свойства. [5]

В зависимости от локализации инклюзий и их формы вирусные болезни называют гранулезами или полиэдрозами. Если развитие вируса происходит в ядрах клеток различных тканей и органов насекомого – заболевание называется ядерным полиэдрозом общего типа. При развитии вируса в ядрах клеток эпителия средней кишки возникает ядерный полиэдроз кишечного типа, при репликации в цитоплазме клеток хозяина – цитоплазматический полиэдроз. Названия прочих вирусных болезней основываются на других признаках. К примеру радужные болезни характеризуются тем, что в процессе развития вирионов образуются паракристаллические скопления. Тут возникает дифракция видимого света, которая дает эффект радужного свечения пораженных тканей насекомого. [5]

Вирусы полиэдрозов в покоящемся состоянии заключены в особые белковые образования, внутриклеточные многогранные включения – полиэдры. Число граней и размеры полиэдров различны. Бывают полиэдры, имеющие форму тетраэдров, гексаэдров, ромбододекаэдров и др. Размеры полиэдров достаточно велики (0,5-15 мкм), поэтому их можно рассмотреть с помощью светового микроскопа. Полиэдры могут быть различной формы у близких видов насекомых и одинаковыми у отдаленных видов.

Многочисленные вирусные частицы, заключенные в полиэдрах, имеют палочковидную форму у возбудителей ядерного полиэдроза и округленно-овальную – у возбудителей цитоплазменного полиэдроза.

Вирусы цитоплазменного полиэдроза в большинстве своем менее вирулентны и менее специфичны, чем вирусы ядерного полиэдроза и гранулеза.

Действие на вредные организмы

В зависимости от времени пребывания вируса в организме насекомого и популяции их взаимодействие может быть двух типов:

вирус недолго находится в организме, вызывая, как правило, острый инфекционный процесс с коротким инкубационным периодом. Насекомое погибает. Из погибших особей вирус попадает в окружающую среду, распространяется в популяции хозяина и заражает других восприимчивых особей. Надежно защищенный полиэдрами или гранулами, вирус может сохраняться в биотопе месяцами или годами, пока снова не попадет в организм насекомого; [5]
долгое пребывание в организме и в популяции (персистенция). Вирус неактивен, находится в так называемой латентной форме, в популяции передается от родителей к потомству. Механизм передачи относительно сложный. [5]

Латентный вирус может долго циркулировать в популяции насекомых до тех пор пока не будет активирован стрессовыми для хозяина факторами (аномальная погода, чаще всего засуха, питание неподходящим кормом, голод, другие инфекции, борьба за пространство и пр.). Тогда латентная форма вируса, которая существовала в клетках хозяина в виде субвирусных структур, становится активной, развивается эпизоотия, насекомые массово погибают, затем вспышка инфекции затухает. [5]

По этой схеме чаще всего у насекомых развиваются ядерные полиэдрозы кишечного и общего типов. Болезнью поражаются личиночные фазы развития. При попадании вируса в кишечник гусениц вместе с кормом происходит заражение. Контактным способом инфекция не передается. Вирус попадает в окружающую среду при разложении погибших в результате болезни особей. Последующему распространению вируса способствуют абиотические факторы (ветер, дождь, миграция зараженных насекомых и разнос инфекции энтомофагами (тахинами, саркофагидами, наездниками), грызунами и птицами, поедающими больных гусениц. Вне организма вирус активен даже при неблагоприятных внешних условиях – сухость, влажность, низкие температуры не оказывают на них воздействия. Однако высокие температуры и ультрафиолетовое солнечное излучение солнца инактивируют вирус. [5]

Применение

В настоящее время на территории РФ разрешены для применения следующие вирусы насекомых:

Токсикологические характеристики

биологических препаратов на основе вирусов" />

биологических препаратов на основе вирусов

биологических препаратов на основе вирусов" />

Получение

Применение вирусных инфекций, как и других патогенов, связано с необходимостью накопления возбудителя. Как уже указывалось, вирусы могут жить и развиваться только в клетках живых организмов.

В настоящее время известны вирусы, существующие в виде многокомпонентных систем, в которых две или более различных частицы взаимодействуют при репликации вируса. Модификации вирусных частиц, не снижающие их инфекционности, могут иметь место в определенном хозяине или возникать в процессе выделения вируса. Очищенные вирусные препараты в большинстве случаев представляют собой смесь мутантов, даже если родительский штамм преобладает в препарате, или могут содержать неполные частицы, которые не обладают инфекционностью.

Описанное положение существенно облегчает работу, направленную на выявление новых видов энтомопатогенных вирусов, так как насекомые, погибшие от множественной инфекции, могут длительное время храниться в коллекции и впоследствии быть источником выделения вирусных штаммов, обладающих различными свойствами и патогенностью, в том числе, и для других видов насекомых. [2]

Для вирусов насекомых, используемых в качестве биологических инсектицидов, должны быть известны следующие основные характеристики вирионов (вирусных частиц):

природа нуклеиновой кислоты (однонитчатая и двунитчатая) и ее молекулярный вес,
симметрия капсида,
наличие оболочки у нуклеокапсида или ее отсутствие, размеры нуклеокапсида,
число капсомеров,
погружены ли вирионы в кристаллический белковый матрикс и его характеристика,
обладают ли вирионы антигенными свойствами,
чувствительность к температуре,
устойчивость.

Должно быть известно, как происходит репликация вируса: повреждаемые клетки и природа этих повреждений, место вирусной репликации (цитоплазма или ядро), верхние и нижние температуры развития. Должны быть описаны симптомы и диагноз болезни, специфичность вируса. [7]

Размножить вирусы на искусственных средах пока не удается. В связи с этим приходится собирать в природных условиях трупы погибших больных насекомых и в лабораторных условиях заражать здоровых насекомых. Иногда заражение производится в природе в местах их естественного размножения, а затем специалисты собирают больных особей и трупы. Для заражения насекомых обычно обрабатывают корм ранее полученным препаратом вируса. Приготовление препарата включает измельчение (растирание) трупов насекомых и последующую фильтрацию жидкости, а иногда и центрифугирование. Фильтрация и центрифугирование позволяют получить более чистый и концентрированный препарат.

При изготовлении суспензий для предварительных испытаний обычно ограничиваются измельчением погибших насекомых. Препараты, полученные указанными методами, используют для приготовления водных суспензий или дустов с каким-либо инертным наполнителем. [8]

Основные этапы производства биопрепаратов на основе вирусов представлены на схеме (Изображение). [5]

П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1. DisVe — дефoрмация жилок, SmLeaf — измельчение листьев ClBdVe — хлоротичное окаймление жилок, 0 — растения не заражали.

Таким образом, вирус, обнаруженный нами на клевере луговом на юге Сахалина, по изученным свойствам отнесен к ВЖМФ рода Potyvirus. Сахалинский изолят в эксперименте заразил почти все использованные виды и сорта растений семейства Fabaceae, однако по симптоматике и кругу растений-хозяев отличался от ВЖМФ, выявленного ранее в Приморском крае на красном клевере (17). Приморский изолят, кроме бобовых, заражал растения петунии гибридной (Petuniahybrida). В нашем эксперименте ни один вид растений из семейства Solanaceae не был восприимчив к сахалинскому изоляту вируса. По физическим свойствам сахалинский и приморский изоляты ВЖМФ также различались (17). Поэтому сахалинский изолят ВЖМФ из клевера по биологическим свойствам мы не можем отнести к дальневосточным изолятам ВЖМФ, выявленным на бобовых культурах. Можно предположить, что он был завезен с семенами из другого региона России. На юге Камчатской области в результате фитосанитарного мониторинга не были выявлены растения бобовых культур, пораженные ВЖМФ.

Рис. 2. Растения Pisum sativum (сорт Сахарный малыш): слева — с симптомами, вызванными заражением хабаровским изолятом вируса желтой мозаики фасоли из фасоли, справа — здоровое растение.

Фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris) с симптомами хлороза жилок листа была обнаружена в Хабаровском крае (отметим, что изучение вирусных заболеваний фасоли в Хабаровском крае, как и на Сахалине и в Камчатском крае, проведено впервые). Вирусом инокулировали растения 31 вида и сорта из семейств Chenopodiaceae, Fabaceae,Cucurbitaceae, Solanaceae (табл. 2), из них заразились только растения первых двух семейств. P. sativum сорта Сахарный малыш отвечал на инфицирование хлоротичной мозаикой и задержкой роста (рис. 2). Проверка устойчивости некоторых сортов фасоли к вирусу (инокулировали растения 11 сортов Ph. vulgaris) показала, что на молодых листьях фасоли сортов Изумрудная, Perlicka, Cafeton и Michelite вирус вызывал различные симптомы — мозаику, деформацию, хлоротичную крапчатость, задержку роста, измельчение листьев. Остальные сорта (Московская белая, Сапфир фиолетовый, Голубка, Пионерская, Valentina, Red Kedney, Top crop) были устойчивыми к заражению. Кроме того, не удалось заразить клевер гибридный (Trifolium hybridum),
сою культурную (Glycine max, сорт Венера), фасоль урд (Phaseolus mungo), лобию (Dolichos lablab) и люцерну посевную (Medicago sativa).

Физические свойства хабаровского вирусного изолята из фасоли обыкновенной: ТТИ — 70-75 °С, ПРС — 10-1-10-2, ПСИ — 1 сут. В препаратах, приготовленных методом негативного контрастирования, обнаружены нитевидные частицы размером 750-800 нм.

При попытке передачи вируса тлей M. persicae на 6-е сут на инфицированных растениях появились симптомы в виде яркого хлороза жилок. Через семена зараженных растений Ph. aureus (22 боба), Ph. vulgaris сорта Cafeton (5 бобов), Pisumsativum сорта Сахарный малыш (32 боба) и F. bona (23 боба) вирус не передавался: визуально на сеянцах симптомы поражения не выявлялись, при электронной микроскопии вирусные частицы не обнаружены. В эпидермисе листьев пораженных растений F. bona наблюдали околоядерные Х-тела. В РДД установили антигенное родство исследуемого изолята с вирусами мозаики арбуза, гравировки табака, желтой мозаики фасоли и Y-вирусом картофеля.

Ранее, как уже отмечалось, на юге Приморского края ВЖМФ был выявлен на фасоли обыкновенной с симптомами деформации, пузырчатости и яркой хлоротичной мозаики. Приморский изолят вируса на основании изучения биологических, физико-химических и антигенных свойств был отнесен нами к самостоятельным штаммам ВЖМФ (9). Хабаровский фасолевый изолят ВЖМФ (ВЖМФф/х) незначительно отличался по свойствам от приморского. Так, у ВЖМФф/х ТТИ оказалась ниже (70 против 75 °С), ПСИ — меньше (1 против 2 сут). Известно, что практически все виды мари поражаются штаммами ВЖМФ. Приморский изолят ВЖМФ оказался исключением, поскольку не заражал ни один вид растений из семейства Chenopodiaceae, тогда как ВЖМФф/х инфицировал Ch. quinoa с образованием локальных некрозов. Тем не менее, по экспериментальному кругу растений-хозяев оба изолята были сходны (узкий круг поражаемых растений в отличие от обычного для штамма ВЖМФ достаточно широкого спектра).

Бобы конские (Fababona) с симптомами слабой хлоротичной крапчатости были обнаружены на севере Хабаровского края в районе г. Комсомольска-на-Амуре. При изучении круга растений-хозяев (см. табл. 2) восприимчивыми к заражению оказались только 4 вида из семействаFabaceae. Растения F. bona реагировали на заражение хлоротичной крапчатостью верхних листьев, на более поздних стадиях развития растения проявлялась хлоротичная штриховатость, позже симптомы становились более выраженными. На M. albus и Trigonella foenum-graecum вирус вызывал яркий хлороз жилок, который появлялся на 7-8-е сут. Устойчивыми к заражению оказались все использованные сорта Ph. vulgaris.

Хабаровский изолят вируса из бобов конских характеризовался ТТИ 50-55 °С, ПРС — 10-3-10-4, ПСИ — 1 сут. Электронная микроскопия препаратов выявила нитевидные частицы размером около 700-720 нм, световая — околоядерные включения, характерные для потивирусов.

Бобы достаточно часто поражаются вирусом огуречной мозаики, который может присутствовать в растении в смеси совместно с другими вирусами, поэтому мы проверили зараженные бобы в РДД на наличие ВОМ, который обнаружен не был. Наличие реакции преципитации с антисыворотками против вирусов мозаики арбуза, гравировки табака, Y-вирусa картофеля, ВЖМФ свидетельствовало об их антигеном родстве.

Вирус передавался тлями M. persicae с F. bona на T. foenum-graecum и F. bona. Через семена F. bona (19 бобов), M. albus (32 шт.), P. sativum сорт Сахарный малыш (6 бобов) инфекция не передавалась: визуально симптомов поражения сеянцев не обнаружили.

В естественных условиях бобы конские поражаются вирусами крапчатости бобов (Broad bean mottle bromovirus), некроза бобов (Broad bean necrosis furovirus), сурового хлороза бобов (Broad bean severe chlorosis closterovirus), окрашивания бобов (Broad bean stain comovirus), настоящей мозаики бобов (Broad bean true mosaic comovirus), увядания бобов (Broad bean wild faba-virus), желтой кольцевой пятнистости бобов (Broad bean yellow ringspot virus), пожелтение жилок бобов (Broad bean yellow vein cytorhabdovirus) и ВЖМФ (10, 12-16). Бобы конские, согласно данным литературы, поражает только один потивирус — ВЖМФ. Поэтому, учитывая морфологию вирионов, наличие околоядерных вирусные включений, передачу вируса тлями, круг растений-хозяев, симптоматику зараженных растений, а также физические свойства вирионов, мы отнесли хабаровский изолят из бобов к ВЖМФ (ВЖМФб/к). ВЖМФб/к, как и все дальневосточные изоляты, заражал очень ограниченный круг тест-растений. Помимо этого, изолят ВЖМФб/к в отличие от других изолятов ВЖМФ не вызывал образование локальных некрозов у Ch. quinoa. Ранее в Приморье ВЖМФ на бобах наблюдала М.Ф. Муравьева (1). Следует отметить, что на Дальнем Востоке России ВЖМФ довольно распространен (20).

Итак, изучены новые дальневосточные изоляты вируса желтой мозаики. Впервые вирус идентифицирован на бобовых культурах в Приморском крае на горохе посевном, в Хабаровском крае — на фасоли обыкновенной и бобах конских, на юге Сахалина — на клевере луговом. На юге Камчатской области не были выявлены растения бобовых культур, пораженные ВЖМФ. Сравнительная характеристика новых и ранее изученных по биологическим свойствам изолятов ВЖМФ показала, что сахалинский изолят из клевера лугового не может быть отнесен к дальневосточным изолятам ВЖМФ.

Л И Т Е P А Т У Р А

SOME PROPERTIES OF FAR EASTERN ISOLATES OF POD YELLOW MOSAIC VIRUS, REVEALED ON LEGUMINOUS PLANTS

V.F. Tolkach, R.V. Gnutova

The authors identified the pod yellow mosaic virus (PYMV), first revealed on kidney bean and horse bean in Khabarovsk Territory, on meadow clover on the south of Sakhalin oblast’ and on garden pea in Primorye Territory. The isolates from Khabarovsk and Primorye on biological properties were added to Far Eastern group. The comparative investigations of the new and studied previously isolates of PYMV on biological properties shown, that the isolate from Sakhalin cannot add to Far Eastern group of PYMV isolates.

Keywords: family, genus, isolate, fabaceous cultures, bean yellow mosaic virus, Far East region.

Поступила в редакцию
29 мая 2007 года

Читайте также: