Вироиды как возбудители болезней растений. Строение, размножение, распространение вироидов.
ВИРОИДЫ (от вирусы и греч. eidos — форма, вид), инфекционные агенты, представляющие собой низкомолекулярную одноцепочечную кольцевую РНК (молекулярная масса 150 000-170 000), не кодирующую собственные белки. Вызывают болезни растений. Механизм репликации вироидов окончательно не выяснен. Предполагается, что вироиды в клетках растений, индуцируют синтез вироидных РНК, используя ферменты растений-хозяев. Возможно, что некоторые болезни человека и животных (куру, скрейпи овец и др.) вызываются агентами, сходными с вироидами Известно еще несколько молекулярных патогенов, подобных вирусам. Особое значение среди них имеют вироиды, которые несмотря на свое название резко отличаются от вирусов. Они много меньше самых малых вирусных частиц и лишены белковой оболочки. Вироиды состоят из однонитевой молекулы РНК, которая автономно реплицируется в зараженных клетках. Они являются возбудителями болезней многих растений (пальм, хризантем, картофеля и др.). Впервые вироиды обнаружены в 1971 г. в ядрах инфицированных клеток, при репликации они используют ферментные системы клетки-хозяина. РНК вироида может иметь различную структуру (шпильки, кольца и др.). В живых организмах встречаются и другие молекулярные патогены, не относящиеся к вироидам. Существование структур, подобных вироидам, но построенных из ДНК, предполагается и у животных. Они называются субвирусными частицами. Известно, что некоторые фрагменты белков способны контролировать свое воспроизведение в клетках животных без участия нуклеиновых кислот. Такие частицы называют «прионами» удалось открыть два типа таких частиц. Первые из них — вироиды — инфекционные частицы, состоящие только из нуклеиновой кислоты (РНК) и не содержащие белка. (В состав вирусов входят как нуклеиновая кислота, так и белок.) До сих пор неизвестно, какие заболевания человека вызываются вироидами Если бактериофаги самые сложные вирусы, то так называемые вироиды — наиболее простые. Лучше всего изучен вироид, вызывающий веретеновидность клубней картофеля. Пораженные им растения легко отличить от здоровых. У них листья прижаты к стеблям, а клубни имеют характерную форму с многочисленными глазками. У вироидов нет оболочки: это голые РНК, образующие кольца; кольца, как правило, как бы сплюснуты в палочку. Этот вироид состоит из некодирующей белков РНК, в которой всего 359 нуклеотидных звеньев. Полагают, что информация о синтезе белков, появляющихся в клетках зараженного картофеля, содержится в геноме самого картофеля, но обычно заблокирована. Вироид как бы включает ее и тем самым изменяет внешний облик хозяина К РНК-содержащим вирусам примыкает другая группа молекулярных паразитов — вироиды. Это патогенные РНК, не содержащие и не кодирующие никаких белков, но тоже способные к репликации в живых системах. Тем самым вирусные и вироидные РНК демонстрируют способность РНК не только кодировать белки, но и служить полноценным воспроизводящимся генетическим материалом. Вирусы и вироиды часто рассматриваются как эволюционные реликты, и процесс репликации РНК без участия ДНК может отражать очень ранний этап эволюции жизни, когда ДНК еще не утвердилась в качестве специализированной формы хранения и воспроизведения генетической информации в поколениях клеток
- Бактерии как возбудители болезней растений, симптомы бактериозов и фитоплазмозов. Строение бактериальной и фитоплазменной клетки. Диагностика бактериозов.
Пути передачи бактериальной инфекции Бактериальные болезни проявляются в виде ожогов, некрозов, пятнистостей, гнилей. В случае поражения бактериями сосудистой системы растения увядают.Пути проникновения бактерий в растения многообразны: заражение происходит через устьица, водные поры, чечевички в кожуре, механические повреждения.Сохраняются фитопатогенные бактерии главным образом с растительными остатками в почве. Кроме того, бактерии могут оставаться на поверхности семян, заражая сеянцы и саженцы.Бактерии вызывают свыше 200 болезней растений Изменение наследственных свойств у бактерий.У бактерий, так же как при изучении генетики высших организмов, принято выделять понятия: генотип, фенотип, модификации.Генотипом бактерий называется совокупность генов, представленных нуклеоидом (хромосомой) и обусловливающих наследственные свойства клетки. В генотипе содержится набор генетических инструкций для определенного числа альтернативных путей развития. Не все признаки, заложенные в генотипе бактерий, проявляются при жизнедеятельности клетки. Следовательно, наследуется не признак как таковой, а потенциальная возможность проявления в течение жизни клетки этого свойства. Наследуется способность специфическим образом реагировать на определенные условия среды и поэтому вся сумма реализованных признаков называется фенотипом. Фенотипические различия между организмами, одинаковыми по генотипу, называются модификациями.У бактерий различают генотипическую (наследственную) изменчивость и фенотипическую, или модификационную (ненаследственную). Генотипическая изменчивость может быть комби н ативной, связанной с процессом рекомбинаций в генотипе, и мутационной, обусловленной изменениями в ДНК при возДействии мутагенных факторов. Фенотипическая изменчивость возникает под влиянием среды и не влечет за собой изменения в генотипе бактерий, однако диапазон такой изменчивости обусловлен генотипом.Комбинативная изменчивость у бактерий, обусловленная изменениями в последовательности и сцепленности генов или частей генов, осуществляется при таких феноменах, как трансформация, транедукция и конъюгация. Типичные симптомы бактериозов — карликовость и изменение окраски, но возможны также завядание (вилт), мягкая гниль и образование раковых наростов. Окраска по Граму. Для распознавания грамположительных и грамотрицательных бактерий используют быстрый метод Рью, где реагентом служит 3%-ный раствор КОН, который наносится на предметное стекло в количестве 1-2-х капель. Одну петлю исследуемой культуры вносят в каплю щелочи и растирают, наблюдая за ее вязкостью. Если культура становится вязкой и тянется за петлей на расстояние 1,5-2 см и более, то испытуемая культура — грамотрицательная. Грамположительные культуры не дают вязких образований и за петлей не тянутся.Реакция сверхчувствительности. Для постановки реакции сверхчувствительности по Клементу отбирают нефлюоресцирующие грамотрицательные штаммы, 24-48-часовую культуру смывают 10 мл стерильной воды и готовят суспензию, содержащую 10 — 10 клеток в 1 мл. С помощью шприца суспензию вводят в межклеточное пространство листа табака Nicotiana tabacum или комнатной герани Pelargonium zonala. Контроль — инъекция стерильной воды на том же растении-индикаторе. В том случае, если суспензия содержит фитопатогенные бактерии через 12-24 часа в месте инфильтрата образуется некроз. Бактерии сапрофиты не вызывают отмирание ткани и лист остается без внешних изменений.Серодиагностика. С выделенными бактериями проводят микроскопическую реакцию агглютинации на стекле с антисывороткой, полученной от кролика при введении ему чистой культуры Erwinia amylovora. Для контроля самоагглютинации берут нормальную сыворотку от неиммунизированного животного
Источник
Вирусы как возбудители болезней с.-х. Культур. Вироидозы и их особенности
Вирусы — возбудители болезней растений. Вирусы — мельчайшие (субмикроскопические) возбудители болезней растений, животных и человека, не имеющие клеточного строения и способные размножаться только в живых клетках организма-хозяи- на. Зарегистрировано более 600 фитопатогенных вирусов; точное число указать трудно, так как некоторые вирусы представлены многими штаммами, иногда описываемыми как самостоятельные виды.
Вредоносность вирусных заболеваний проявляется главным образом в снижении урожайности растений и ухудшении качества продукции. Особый вред вирусы наносят при выращивании семенного и посадочного материала. Поражение вирусами отрицательно влияет на пищевую и кормовую ценность продукции, пригодность ее к промышленной переработке. Так, в клубнях картофеля, зараженных различными вирусами, содержание крахмала падает на 1,5. 2,0 %, у сахарной свеклы на 1. 2 % снижается сахаристость. Вирусы вызывают у растений стерильность и несовместимость, что отрицательно сказывается на работе селекционеров. У цветочных культур теряется декоративность, что наносит значительный экономический ущерб. Под действием вирусов снижаются сортовая чистота, холодостойкость, зимостойкость, всхожесть семян. В среднем размер убытков от развития вирусных болезней составляет примерно 20 % общего экономического ущерба, обусловленного деятельностью всех групп возбудителей болезней и вредителей сельскохозяйственных культур.
Симптомы вирусных болезней растений. По характеру проявления симптомы вирусных болезней можно разделить на 5 основных типов: угнетение роста, изменение окраски, деформация, некрозы, нарушение репродуктивных функций. При одном и том же вирусном заболевании на растении обычно появляется несколько типов симптомов. Кроме того, всегда следует учитывать, что на выраженность симптомов влияют генетически обусловленная изменчивость патогена и растения-хозяина, а также условия окружающей среды (последние могут привести к исчезновению ранее хорошо различимых симптомов).
У г н е т е н и е р ос та м ож ет в ы р аж ать ся в об щ ей задерж ке роста всего растения (например, при желтой карликовости ячменя); в укорачивании междоузлий (при метельчатости верхушки картофеля); в угнетении роста главных побегов, при этом происходит усиленное образование боковых побегов (при аспермии томата). Угнетение роста — сопутствующий симптом при большинстве вирусных заболеваний.
И з м е н е н и е о к р а с к и — наиболее распространенный тип проявления вирусных болезней. Листья приобретают мозаичную расцветку, что вызвано чередованием светло- и темно-зеленых участков различной формы. Хлоротичные кольца, извитые, ленточные узоры обычно являются достоверными симптомами вирусных болезней («шарка» сливы, кольцевая мозаика малины). Реже желтеют жилки или прижилковые участки ткани листа (окаймление жилок крыжовника); может происходить общее пожелтение, или хлороз, листовой пластинки (желтуха свеклы). У цветочных культур может меняться окраска цветков (пестролепестность тюльпана).
Д е ф о р м а ц и я органов происходит из-за неравномерного р о с т а о тд е л ьн ы х у ч ас т к о в т к а н е й л и с ть е в , п л о д о в, ц ветко в. Н а пример, отчетливая морщинистость или гофрированность появляется на листовой пластинке при морщинистой мозаике картофеля; нитевидными и папоротниковидными становятся листья при поражении мозаикой томата.
Основной тип проявления некоторых вирусных заболеваний — л о к а л ь н ы е не к р о з ы , о б ы ч н о с ерого, б урого, ч е р н о — к о р и ч н е в о го цвета, округлой и вытянутой формы, иногда с окаймлением. Они возникают на листовых пластинках, черешках, стеблях, плодах, семенах, клубнях и т. п. Некрозы — типичный симптом при стрике томата, полосчатой мозаике картофеля, «шарке» сливы. Некрозы могут возникать в результате гибели растительных клеток из-за непосредственного воздействия вирусов, а также из-за реакции сверхчувствительности, когда растение само убивает свои клетки, чтобы локализовать в них вирусного патогена и препятствовать его системному распространению.
Н а р у ш е н и е р е п р о д у к т и в н ы х ф у н к ц и й растений при вирусных болезнях может проявляться в виде стерильности цветков, бессемянности плодов, опадения цветков и завязей (ас- пермия томата, махровость смородины).
Изредка симптомами вирусных болезней бывают опухоли и наросты (разрастание жилок салата), уплощенность и ямчатость ветвей и стволов (бороздчатость древесины яблони).
Симптомы вирусных заболеваний могут изменяться по мере развития патологического процесса. В некоторых случаях на растениях, зараженных вирусами, симптомы не проявляются вообще, то есть имеет место латентная (бессимптомная) инфекция. В качестве примера можно привести бессимптомное развитие Х-вируса картофеля на многих промышленных сортах этой культуры.
Вироиды — возбудители болезней растений. К этой группе фитопатогенов относят вирусоподобные инфекционные агенты, которые не образуют характерных для вирусов нуклеопротеидных частиц. Они представляют собой только низкомолекулярную циклическую одноцепочную РНК, являющуюся носителем инфекционности и использующую для своей репликации биосинтетическую систему клетки растения-хозяина. Приоритет открытия вироидов принадлежит Теодору О. Динеру, который в 1971 г. при изучении веретеновидных клубней картофеля установил новый тип возбудителей, по свойствам отличающихся от вирусов.
Известны такие вироидные заболевания, как веретеновид- ность (готика) картофеля, экзокортис цитрусовых, карликовость хризантем, бледноплодность огурца, хлоротичная крапчатость огурца, карликовость хмеля и др. Основные симптомы вироид- ных болезней: угнетение роста растения или его отдельных органов, изменение окраски (хлороз, антоцианоз), деформация различных органов. Вироиды отличаются высокой инфекционное — тью, стойкостью к химическим и термическим воздействиям. Они распространяются с посадочным материалом, с семенами, контактно-механическим путем.
Источник