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
Лекция № 9 фитопатогенные вирусы и вирусные болезни растений
Слово «вирус» в переводе с латинского означает «яд», «отрава». До открытия мира микробов любой болезнетворный агент называли вирусом. В настоящее время этим термином называют лишь специфическую группу инфекционных агентов. Вирусы представляют собой мельчайшие живыеагенты, состоящие из дискретных частиц. Вирусы невозможно увидеть в световой микроскоп, поскольку их размеры, в среднем, составляющие от 20 до 300 нм, меньше полудлины световой волны. Они раз в 50 меньше бактерий и свободно проходят через фильтры, задерживающие бактерии. Поэтому их нередко называют фильтрующиеся вирусы. До сегодняшнего дня нет единого удовлетворительного определения вируса. Боуден Ф. (1952), например, определяет вирусы как «субмикроскопические инфекционные тела, размножающиеся только внутри клетки и потенциально патогенные». При этом он подчеркивает, что вирусы нельзя рассматривать ни как организмы, ни как молекулы. Л.Л. Великанов, Л.В. Гарибова и др. (1981) вирусами называют группу организмов, отличающихся очень мелкими размерами, отсутствием клеточного строения и облигатно-паразитическим способом существования. Сегодня все специалисты сходятся во мнении, что вирусы представляют собой обособленную группу, резко отличающуюся от всех клеточных организмов. У вирусов отсутствует ряд признаков присущих всему живому: клеточное строение, рост особи, деление пополам, запасание энергии в макроскопических молекулах. Вирусы не имеют собственных метаболических систем, не размножаются на искусственных питательных средах и существуют только в организме восприимчивого хозяина. Вирусы содержат нуклеиновые кислоты только одного типа ДНК или РНК, используют рибосомы клетки-хозяина для образования собственных белков. Большинство фитопатогенных вирусов содержит РНК, но в вирусе мозаики цветной капусты присутствует ДНК. Таким образом, вирусы представляют собой автономные генетические структуры, способные развиваться только внутри клеток и являются паразитами на генетическом уровне. Первая известная вирусная болезнь была пестролепестность тюльпанов. На картинах голландских художников начала XVII века часто изображали пестрые цветки зараженных тюльпанов. «Полосатые» цветки тюльпанов достаточно высоко ценились: за одну луковицу такого тюльпана можно было получить несколько волов, свиней, овец, зерно и 1000 фунтов сыра (Гиббс, Харрисон, 1978). В 1886 г. немецкий ученый Адольф Майер установил, что мозаичность у растений табака можно вызвать путем инъекции в жилки их листьев сока пораженных растений. Он сделал заключение, что возбудителем мозаики является бактерия. В 1892 году русский ученый Д.И. Ивановский установил, что возбудитель мозаики может проходить через биологические фильтры, задерживающие бактерии. Он открыл тем самым новое болезнетворное начало, состоящее из дискретных частиц. В 1896 году голландец Мартин Бейеринк повторил опыт Ивановского и обнаружил, что ВТМ осаждается спиртом и не утрачивает своей инфекционности. Бейеринк высказал мысль о том, что обнаруженное инфекционное начало является не бактерией, а представляет собой качественно новое инфекционное живое начало. На протяжении последующих 39 лет науке о вирусах не удавалось получить сколь-нибудь значимых результатов, что в основном можно было объяснить недостаточно хорошей технической оснащенностью лабораторий. Тщетность выделения вирусов в этот период можно сравнить по меткому выражению А.Гиббса и Б.Харрисона (1978) с «поисками черной кошки в темном погребе, когда ты не уверен, что кошка там». Наконец, в 1935 году американский исследователь В. Стенли получил кристаллы вируса табачной мозаики и сделал вывод, что вирус представляет собой белковую молекулу. За это открытие Стенли был удостоен Нобелевской премии. В 1937 году английские ученые Боуден и Пири установили, что ВТМ содержит также фосфор рибонуклеиновой кислоты, причем в состав частиц вируса входит 5% РНК и 95% белка. Таким образом, было установлено, что инфекционная частица вируса представляет собой не белковую молекулу, как это первоначально определил Стенли, а молекулярный комплекс, построенный из макромолекул двух разных типов. Позднее было установлено, что частицы отдельных вирусов, кроме белка и нуклеиновой кислоты, могут содержать липиды (до 20%), а также некоторые ферменты. В состав вирусов входит вода, составляющая 10-50% массы вирусных частиц в суспензии, отмечено и наличие ионов металлов (Минкевич, 1984).
Источник