Вирусы в селекции растений

Создание растений, устойчивых к вирусам

Устойчивость растений к тем или иным патогенам чаще всего является сложным мультигенным признаком.

Одновременная передача нескольких локусов трудна даже методами генной инженерии, не говоря о классических методах селекции. Более простым является другой путь. Известно, что у устойчивых растений при атаке патогенов изменяется метаболизм. Накапливаются такие соединения, как Н2О2, салициловая кислота, фитоаллексины. Повышенный уровень этих соединений способствует противостоянию растения в борьбе с патогенами. Вот один из примеров, доказывающий роль салициловой кислоты в иммунном ответе растений. Трансгенные растения табака, которые содержат бактериальный ген, контролирующий синтез салицилат гидролазы (этот фермент разрушает салициловую кислоту), были неспособны к иммунному ответу. Поэтому изменение генно-инженерным путем уровня салициловой кислоты или выработки в растениях в ответ на патоген Н2О2 может быть перспективным для создания устойчивых трансгенных растений.

В фитовирусологии широко известен феномен индуцированной перекрестной устойчивости растений к вирусным инфекциям. Сущность этого явления состоит в том, что заражение растения одним штаммом вируса предотвращает последующую инфекцию этих растений другим вирусным штаммом. Молекулярный механизм подавления вирусной инфекции пока неясен. Показано, что для иммунизации растений достаточно введения отдельных вирусных генов, например генов капсидных белков. Так, ген белка оболочки вируса табачной мозаики перенесли в клетки табака и получили трансгенные растения, у которых 0,1% всех белков листьев был представлен вирусным белком. Значительная часть этих растений при инфицировании вирусом не проявляла никаких симптомов заболевания. Возможно, что синтезирующийся в клетках белок оболочки вируса мешает вирусной РНК нормально функционировать и формировать полноценные вирусные частицы. Установлено, что экспрессия капсидного белка вируса табачной мозаики, вируса мозаики люцерны, вируса огуречной мозаики, Х-вируса картофеля в соответствующих трансгенных растениях (табак, томаты, картофель, огурцы, перцы) обеспечивает высокий уровень их защиты от последующей вирусной инфекции. Причем у трансформированных растений не отмечалось снижения фертильности, нежелательного изменения ростовых и физиологических характеристик исходных экземпляров и их потомства. Полагают, что индуцированная устойчивость растений к вирусам обусловлена особым антивирусным белком, очень похожим на интерферон животных. Представляется возможным методом генетической инженерии усилить экспрессию гена, кодирующего этот белок, путем его амплификации или подстановки под более сильный промотор.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Это важно знать:

Вопрос 2. Понятие гражданского процессуального права, его предмет, метод, система и значение Гражданское процессуальное право (ГПП) — совокупность правовых норм.
Анализ платежеспособности Платежеспособность характеризует способность предприятия погашать свои платежные обязательства за счет активов.
Учебная мотивация и пути ее формирования Учебная мотивация определяется как частный вид мотивации, включенный в определенную деятельность, &ndash.
Понятие права социального обеспечения Социальное обеспечение как самостоятельная отрасль права. 1. Понятие права социального обеспечения 2. Понятие социального.
Гальванический элемент. Понятие ЭДС. Элемент Даниэля-Якоби Гальванический элемент состоит из двух электродов — анода и катода.

Когда мне говорят, что я слишком стар, чтобы сделать то или другое, я немедленно пытаюсь сделать это. © Пикассо ==> читать все изречения.

Источник

Современные методы идентификации вирусов растений

Такая динамика обеспечивается за счет источников распространения вируса и путей его передачи от растения к растению. К примеру, род Ipomovirus передается при помощи насекомых-векторов, таких как белокрылка. В свою очередь род Tobamovirus включает в себя группу вирусов, способных передаваться с семенами и поливной водой, при этом сохраняясь в растительных остатках.

Относительно недавно появился новый Tobamovirus томата, известный как Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV)

Он способен преодолевать все известные генетические устойчивости и обладает свойственной всем представителям рода способностью передаваться через семена и механическим путем. Учитывая его фитопатогенный потенциал, очень важно отслеживать появление этого вируса в посевах. Появление вирусов имеет очаговый характер. Крайне важно определить, что за вирус оказался на возделываемой культуре, чтобы планировать дальнейшие стратегии купирования его распространения и минимизации ущерба.

В компании «Гавриш» проводится сертификация семян на отсутствие экономически значимых латентных фитопатогенов при помощи ПЦР-анализа

Благодаря этому наши клиенты защищены от появления seed-borne вирусов. Однако когда мы обнаруживаем латентную инфекцию в семенах, данные лоты продукции подлежат уничтожению. Поэтому для нас особенно важно следить за появлением вируса во время периода вегетации, чтобы не допустить массового заражения семян.

Мы используем чистый посадочный материал, чтобы обезопасить растения на стадии рассады. Но со временем в посадки растений неизбежно начинают проникать вирусы из окружающей среды, и критически важно своевременно и верно их идентифицировать. Итак, как действовать, когда в посевах появляется первый очаг инфекции? В первую очередь проводится идентификация патогена. В отличие от грибов, которые часто вызывают увядание, или же бактерий, которые чаще всего провоцируют гнили, вирусы приводят к нарушению однородной окраски и формы листьев и плодов. Если поражение имеет резкий и массовый характер, вполне возможно, что причиной этого явления служат другие абиотические факторы, например дисбаланс в составе питательного раствора.

Определив, что причина симптомов – вирус, необходимо узнать его род и вид. Визуально сделать это довольно сложно, так как вирусы обладают перемежающимися симптомами, которые зависят от множества факторов, включая условия окружающей среды, штамм, генотип растения-хозяина и даже взаимодействие нескольких вирусов. И тут на помощь растениеводу приходят высокие технологии в области диагностики фитопатогенов. Для лабораторного обнаружения наиболее коммерчески важных фитопатогенных вирусов разработаны эффективные методы на основе ИФА и ПЦР. Все эти методы инструментального анализа обладают высокой чувствительностью и производительностью, что делает их пригодными для широкого использования при сертификации посадочного материала и карантинном контроле, а также при мониторинге вирусных инфекций.

Сразу необходимо сказать, что нет рутинного метода определения, какой именно из множества вирусов-кандидатов поразил растения. В особых случаях можно использовать пробу с пораженного растения для последующего секвестрования, которое позволит увидеть, какие РНК присутствуют в образце. Далее биоинформатические подходы позволят сравнить образец с геномами всех доступных фитопатогенов в базе данных и идентифицировать причинный вирус по совпадениям генома. Однако данный подход довольно дорогой, долгий и коммерциализированный.

В последние годы широкое распространение получил метод диагностики ДНК-микрочипов, обеспечивающий возможность параллельного обнаружения всех патогенов в одном образце тестируемой культуры.

Куда более удобным и рутинным методом диагностики в «поле» служат экспресс-иммунохроматографические тест-полоски на основе коллоидного золота. По такому же принципу работают тесты на Covid-19. Когда тест-полоска погружается в анализируемый образец, жидкость образца протекает через мембраны под действием капиллярных сил и запускает иммунохимические взаимодействия, приводящие к видимому окрашиванию тестовых и контрольных линий. Ряд зарубежных компаний выпускает тест-полоски для обнаружения вирусов растений: Spot Check LF (Adgen Ltd., Великобритания), Pocket Diagnostic (Forsite Diagnostics Ltd., Великобритания) и Immunostrips (Agdia, США). Этот подход позволяет идентифицировать вирус в течение 10 минут. Однако детекция произойдет только в том случае, если в пробе присутствует целевой вирус. Это означает, что если у проявившихся симптомов есть несколько вирусов-кандидатов, придется использовать несколько тест-полосок на разные вирусы.

Мы в компании «Гавриш», для того чтобы определить наличие/отсутствие вируса или же вироида в образце, используем золотой стандарт молекулярной диагностики – метод ПЦР в реальном времени. Данная технология позволяет достоверно определить тот или иной вирус за счет детекции специфического фрагмента генетического кода, который уникален даже для штамма вируса в пределах одного вида. Однако этот метод требует обработки образца в условиях лаборатории.

Еще один диагностический метод определения наличия/отсутствия вируса в растительном образце – иммуноферментный анализ, или ИФА (ELISA). Определение вирусных белков с помощью ELISA традиционно использовалось для количественной оценки распространения вируса в урожае или партии семян. Данный метод, как и иммунохроматографический тест, основан на взаимодействии «антиген – антитело», где специфические антитела взаимодействуют с белками вирусного капсида, приводя к изменениям оптической плотности, которые улавливаются прибором детекции. Однако как и все методы, основанные на антителах, ELISA уступает методу ПЦР в точности результата. Также ELISA неспособен определять штамм вируса, что зачастую является очень важным.

Таким образом, в распоряжении растениевода есть достаточно точных методов видоспецифического определения вирусного патогена для принятия своевременных мер по купированию экспансии вируса на самых ранних стадиях его появления.

Мы в компании «Гавриш» из года в год пользуемся современными технологиями молекулярной диагностики, чтобы вовремя искоренить в своих теплицах такие опасные вирусы, как вирус зеленой крапчатой мозаики огурца или же вирус мозаики томата. Повторный анализ семенных лотов на наличие латентной инфекции позволяет сертифицировать посадочный материал и гарантировать его чистоту, тем самым поддерживая фермеров в их извечном противостоянии фитовирусам.

Подробности о технологии MAS-селекции, позволяющей получать устойчивые к вирусам гибриды овощей, смотрите в интервью Сергея Гавриша программе «Россия 24. Кубань»

Мы желаем вам отменнных урожаев! Покупайте 100% российские профсемена овощей от «Гавриш» в официальном маркетплейсе компании «Гавриш» — gavrish.shop

Михаил Будылин, кандидат биологических наук, заместитель генерального директора по молекулярно й диагностике и биотехнологии НИИСОК

Источник