Какие болезни растений вызываются вирусами. Вирусные болезни растений: типы болезней, характеристика патогенов. Сорта, устойчивые к вирусу

Вирусы пчел "Из летка не пахнет, как прежде, спиртовым, душистым запахом меда и яда, не несет оттуда теплом полноты, а с запахом меда сливается запах пустоты и гнили... сонные, ссохшиеся пчелы в разные стороны бредут рассеянно по дну и стенкам улья. Вместо чисто залепленного

Как выглядят вирусы растений? Вирусы растений, по сравнению с вирусами животных и человека, обладают рядом особенностей.Многие из них обладают палочковидной или нитевидной формой, что для вирусов животных не характерно. Может быть, это определяется способом

Вирусы Вам, наверное, приходилось слышать о вирусах гриппа, бешенства, герпеса, СПИДа. Эти вирусы вызывают болезни человека и животных. Существуют вирусные заболевания растений, например табачная мозаика, при которой листья табака покрываются беловатыми пятнами. Даже

«Полезные» вирусы Не нужно думать, что вирусы доставляют человеку одни неприятности. С помощью вирусов были получены многие сорта цветов, чья пестрая окраска – результат вирусной инфекции, передающейся от поколения к поколению. Пестролепестность тюльпанов вызывает

Вирусы и вироиды постоянно присутствуют в растениях, и их вредоносность проявляется, как правило, в стрессовых ситуациях, приобретая хозяйственное значение только при инфицировании агрессивными штаммами. Растения самостоятельно могут защищаться от многих вирусов, но результат этой борьбы проявляется в виде точечных или обширных некрозов, мозаик, деформаций. В результате ухудшается качество продукции и снижается урожайность.
Химические способы борьбы с вирозами пока недостаточно хорошо разработаны, т. к. размножение вирусов настолько тесно связано с обменом веществ растения-хозяина, что непосредственное избирательное воздействие какими-либо препаратами на самого патогена отрицательно отражается и на астительной клетке. Поэтому защита от вирусов сводится скорее к предупреждению заболеваний, вакцинации слабопатогенными штаммами вирусов или к снижению темпов развития вирусных эпифитотий различными агротехническими приёмами.
На практике применяют следующие способы борьбы с вирусными и вироидными заболеваниями:
1. При вегетативном размножении проводят периодическую прочистку посадок маточных растений. Этот метод эффективен для борьбы с патогенами с хорошо выраженными симптомами.
2. Тщательное обследование растений и удаление больных частей (фитосанитарная прочистка) в период всходов, начала цветения и начала плодоношения.
3. Термотерапия позволяет резко снизить заражённость, а иногда и полностью избавить растения от ряда термолабильных вирусов. Этот метод можно использовать как для обеззараживания вегетативных органов, так и для борьбы с инфекцией внутри семян. Температурные режимы строго пецифичны и рассматриваются ниже в соответствующих разделах.
4. Использование метода культивирования апикальных меристем позволяет избавиться от большинства возбудителей вирозов. Против вироидов метод малоэффективен. Лучший эффект оздоровления от вирусных инфекций получают при комбинировании метода культуры верху шечных меристем с предварительной термотерапией или химиотерапией, при которой в пита тельную среду для культивирования меристем вводят антивирусные добавки (гликопротеины, полисахариды, рибонуклеазы, аналоги и производные азотистых оснований, антибиотики) или обрабатывают ими исходные растения-доноры меристем.
5. Борьба с растениями-резерваторами вирусов и с переносчиками инфекции.
6. Сокращение запаса вирусов в объектах окружающей среды (в семенах и в самих растениях).
7. Стимулирование у растений неспецифического иммунитета: с помощью индукторов устойчивости (элиситоров), регуляторов роста и т. д.
8. Преиммунизация, или вакцинация. Известно, что вирулентные штаммы не вызывают симптомов заболевания, если растение предварительно было заражено слабопатогенным или авирулентным штаммом родственного вируса. Подобная вакцинация использовалась в теплицах для защиты неустойчивых к ВТМ сортов и гибридов томата. Но метод преиммунизации не получил широкого применения на практике из-за возможности мутирования патогена, усиления его вредоносности при совместном заражении с другими патогенами и из-за ряда других причин. Однако в последние годы получены хорошие вакцины не только к ВТМ, но и к вирусу зелёной крапчатой мозаики огурца (Андреева и др., 2000).
9. Селекция на вирусоустойчивость с последующим использованием иммунных сортов и гибридов. При этом селекционную работу следует проводить не только по признаку устойчивости к вирусу, но, желательно, и к его переносчику. Не меньшее значение имеет получение толерантных (выносливых) сортов, в которых системное распространение вирусов ограниченно, понижена их концентрация. Толерантность зачастую приводит к бессимптомному течению заболевания, при этом продуктивность растений практически не снижается.
10. Создание трансгенных растений. Изменение генома растений за счёт включения новых генов устойчивости, полученных от доноров. При введении в клетки табака гена, отвечающего за синтез белка оболочки вируса табачной мозаики, появляется устойчивость этому заболеванию. Так, трансгенные кабачки, несущие гены вирусных оболочек жёлтой мозаики кабачка и мозаики арбуза, не имели симптомов поражения вирусами, тогда как контрольные растения и трансгенные растения с одним геном имели явные повреждения (Аветисов, 1999). Проведённые полевые испытания устойчивых к вирусам растений томата, картофеля и многих других культур, полученных при использовании такого подхода, показали его эффективность и перспективность дальнейших исследований в этой области.
11. Государственный (внешний) и внутрихозяйственный (внутренний) карантин. При импорте растений в карантинном сертификате должно быть подтверждено, что материал не содержит карантинных объектов. Соответственно, внутренний карантин предполагает локализацию и уничтожение очагов заболеваний, зарегистрированных в качестве карантинных. Эффективность мероприятий внешнего и внутреннего карантина в значительной мере зависит от надежности и быстроты методов идентификации вирусов.
12. Организационно-хозяйственные мероприятия включают дезинфекцию режущих инструментов и орудий труда в дезинфицирующих растворах (формалин, перманганат калия, спирт) или их тепловую обработку, т. к. многие экономически значимые вирусы передаются контактным путём; работа в сменной обуви и одежде; размещение дезковриков перед входом в теплицу; регулярное визуальное обследование растений.
13. Ослабление симптомов заболевания за счёт поддержания оптимального режима выращивания культуры, в том числе минерального питания. В период развития эпифитотий растения опрыскивают растворами микроэлементов, фосфорными и калийными удобрениями, которые стимулируют ускоренное прохождение растением фаз онтогенеза и как следствие - наступление возрастной устойчивости.
Последние три способа вместе являются основой профилактических мероприятий.

Строение и основные свойства фитопатогенных вирусов.

Размножение и распространение вирусов.

Природа вирусов.

Строение и основные свойства фитопатогенных вирусов.

Существование вирусов, было впервые открыто в 1892 г. русским ученым Д.И.Ивановским при изучении мозаичной болезни табака. Он установил, что вирусы по размеру меньше, чем бактерии, они имеют корпускулярное строение, являются инфекционными и размножаются только в живом растении, а на искусственной питательной среде их невозможно выращивать. Вскоре после этого подобные болезни были обнаружены и у других растений - картофеле, огурцах, фасоли, злаках, плодовых и ягодных культурах.

В настоящее время можно сказать, что вирусы характеризуются следующими особенностями:

1. Размножаются только в организме хозяина или переносчика; на искусственных питательных средах не растут. Имеют своеобразный механизм размножения.

2. Клеточного строения не имеют: состоят из РНК - рибонуклеиновой кислоты (одно или двухцепочечной) или ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислоты, окруженной обычно белковой оболочкой.

3. Геном вирусов представлен только нуклеиновой кислотой, репродуцирующейся за счет ферментативной системы хозяина.

4. Нуклеиновая кислота ответственна за инфекционность, а белок осуществляет в основном защиту РНК.

В настоящее время большинство ученых полагают, что вирусы - это самые простейшие формы жизни, не имеющие клеточную структуру и активизирующиеся при попадании в клетки восприимчивых организмов.

Вирусы имеют палочковидную (ВТМ), нитевидную (Х-вирус картофеля, тристеза цитрусовых), сферическую (некроз табака) и бацилловидную (штриховатая мозаика пшеницы) форму. Размер вирусов составляет от 25 нанометров (нм) у вируса некроза табака, и до 2500 нм у тристезы цитрусовых 1-нм (нанометр) равен 10 -9 = 0,001 мкм).

Размножение и распространение вирусов.

По характеру воздействия на пораженный организм вирусы делят на две большие группы - вирусы мозаичного типа (мозаика) и вирусы желтушного типа (желтуха).

В результате заражения мозаичными вирусами изменяется окраска листьев, наблюдается чередование светло- и темно-зеленых, желтых, зеленых участков листьев, появление некротических пятен, штрихов, колец и др.

Такие симптомы возникают в результате разрушения хлорофилла в пораженных участках листа, использования азота и фосфора растений для построения вирусных частиц, а также усиления активности дыхательных ферментов растения. Иногда при мозаичных болезнях наблюдается нарушение формы пораженных листьев - морщинистость, нитевидность и папоротниковидность.

Мозаичные вирусы передаются насекомыми неперсистентно (основной переносчик - тля), но могут распространяться и контактно-механическим способом при междурядных обработках, когда повреждается ботва и происходит соприкосновение больных и здоровых растении; при уходе за растениями (при пасынковании, чеканке, обрезке, прищипке, выламывании побегов и т.д.).

Источниками инфекции мозаичных вирусов могут быть сухие растительные остатки, семена, клубни, сорняки, почва и др.

При заражении растений вирусами желтушного типа наблюдаются более сильные повреждения, чем при заражении вирусами мозаичного типа.

Вирусы поселяются во флоэме, что нарушает транспортировку углеводов из листьев в другие органы растения. Влистьях накапливается много крахмала, они становятся толстыми, хрупкими. Вирусы желтух нарушают также ростовые процессы, что приводит к карликовости и чрезмерной кустистости растений, к деформации вегетативных и генеративных органов (скручивание листьев, карликовость, чрезмерная кустистость, израстание). Общим признаком является пожелтение и хлороз листьев.

Источниками инфекции вирусов желтушного типа могут быть корневища пырея, корни полыни, личинки темной цикадки (закукливание овса); клубни, посадочный материал (черенки, отводки, молодые деревья и т.п.), семена, нематоды.

Природа вирусов. До настоящего времени еще не существует общепризнанной единой классификации вирусов, поэтому фитовирусологи предпочитают пользоваться понятием группы вирусов, а иногда криптограммами. В каждой группе подробно описывается типичный представитель, и указываются родственные ему вирусы. Все фитопатогенные вирусы объединены в 20 групп.

Например, в группу тобамовирусов входит как типичный представитель вирус табачной мозаики, который характеризуется содержанием РНК-(5%), молекулярная масса - РНК 2,06 10 6 , длина вирионов около 30 нм, температура инактивации свыше 90°С. Вирус поражает широкий круг растений хозяев с различными признаками. К этой группе относится вирус зеленой мозаики томатов и крапчатой мозаики огурца.

Контрольные вопросы

1 . Строение фитопатогенных вирусов.

2 . Размножение вирусов.

3 . Меры борьбы с вирусными заболеваниями.

4 . Методы диагностики вирусных болезней растений.

Литература

1. Фитопатология: Учебник/ М.И. Дементьева. - М.: Колос, 1977. - 366 с. - (Учеб. и учеб. пособия для высших с.-х. учебных заведений).

2.Яковлева Н.П. Фитопатология программированное обучение. Изд.2-е, допол.: Учеб.для студентов высших учебных заведений., М.: Колос,1992. – 382с.

3.Попкова К.В. Общая фитопатология.- М.: 2005.

Основные свойства вирусов

В природе вирусы существуют в двух формах: внеклеточной и внутриклеточной.

Внеклеточная форма вируса называется вирион - это инертная инфекционная частица, которая состоит из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида . Нуклеиновая кислота в составе вириона – генетический аппарат или геном - может быть только одного типа – либо ДНК, либо РНК. Геном может быть представлен одной цепочкой (однокомпонентный или целостный геном) или их имеется несколько (фрагментированный геном). Большинство вирусов растений являются РНК-содержащими.

Капсид состоит из белковых субъединиц – капсомеров. Капсиды бывают различной формы:

1). Изометрические : сферические или полиэдрические («полиэдр» значит многогранник) с кубическим типом симметрии.

2). Анизометрические со спиральным типом симметрии – палочковидные, нитевидные. Встречаются вирусы с комбинированным типом симметрии, например, в форме головастика или бацилловидные .

Сложными называются капсиды, построенные более чем из 60 структурных единиц, содержащих по 5 или 6 капсомеров.

Размеры различных вирусов колеблются чаще всего в пределах от 20 до 300 нм, однако встречаются нитевидные вирусы большей длины – до 2000 нм.

В связи с наличием у вирусов растений белковой оболочки, в которую заключена нуклеиновая кислота, вирусы обладают антигенной активностью, или иммуногенностью то есть способны вызывать образование антител при введении их в организм животных.

ПРОЯВЛЕНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВИРУСОВ

Многие вирусы способны к заражению какого-либо одного хозяина. Другие, например, вирус табачной мозаики (ВТМ), имеют широкий спектр хозяев. Некоторые вирусы растений способны размножаться в телах насекомых-переносчиков.

Внутриклеточная жизнедеятельность вирусов растений, вероятно, складывается из ряда следующих этапов:

1. Вирус проникает в клетку целиком – полностью вся НК в капсидной оболочке – через повреждения в мембране.

2. Сбрасывание капсида . При инфицировании ВТМ первые симптомы появляются на несколько часов позже, чем при инфицировании свободной РНК этого вируса. Это факт в пользу утверждения о том, что проникший в клетку вирус «раздевается» - сбрасывает капсид.

3. Размножение вирусов . Вирусная РНК чаще внедряется в ядро растительной клетки, где синтезируется комплементарная РНК-(¾)-цепь и образуется двуцепочечная РНК – репликативная форма (РФ) . Затем, вероятно, в ядрышках происходит многократная репликация вирусной РНК.

4. Биосинтез структурного белка вируса . После усиления репликации вирусной РНК в клетке возрастает количество капсидного белка. Синтез этих белков проходит на рибосомах клетки-хозяина.

5. Агрегация вирусной РНК и капсида . Появление зрелых вирусных частиц.

6. Выход вирусов из клетки у растений происходит по плазмодесмам.

3.БАКТЕРИОФАГИ

Бактериофаги – вирусы бактерий. Они состоят из головки, имеющей кубическую симметрию, и отростка или «хвоста» со спиральной симметрией. На конце отростка имеется базальная пластина с шипами и щупальцами, предназначенными для закрепления на стенке бактериальной клетки. Нуклеиновая кислота (чаще всего ДНК) находится в полиэдрической головке. Выделяют два типа жизнедеятельности бактериофагов: умеренный и вирулентный.

Жизненный цикл вирулентного бактериофага состоит из следующих этапов:

1. Абсорбция – закрепление на стенке бактерии с помощью шипов и щупалец базальной пластины.

2. Инъекция – впрыскивание фаговой ДНК внутрь бактериальной клетки. Чехол отростка сокращается, давление внутри фаговой частицы увеличивается и ДНК инъецируется в бактериальную клетку, а капсид остается за пределами клетки.

3. Встраивание в нуклеоид клетки -хозяина.

4. Многократное самокопирование фаговой ДНК.

5. Регенерация капсида.

6. Созревание (сборка) фаговых частиц может происходить спонтанно, без участия специальных факторов в результате агрегации НК и капсидных белков.

7. Лизис клетки и выход бактериофагов происходит тогда, когда концентрация фагов в клетке достигает критического уровня, например, когда накапливается

10 000 вирусных частиц на клетку .

Такой цикл еще называют литическим .

Умеренные бактериофаги в жизненном цикле проходят три первых этапа (абсорбция, инъекция, встраивание в нуклеоид), а затем реплицируются синхронно с хромосомой бактерии. Это явление называется лизогенией . Через несколько поколений под влиянием условий внешней среды (УФ, рентгеновское излучение) вирусный геном может перейти из умеренной формы в вирулентную и вызвать лизис всех инфицированных клеток. В другом случае ДНК бактериофага может выйти из состава нуклеоида и покинуть клетку, «прихватив с собой» часть ДНК хозяина. Эта генетическая информация переносится фагом в другую бактериальную клетку. Это явление называется трансдукцией.

4.ВИРОИДЫ

Вироиды – это мельчайшие из известных возбудителей болезней; они много меньше самых малых вирусных геномов и лишены белковой оболочки. Известны только вироиды растений; они состоят из однонитевой молекулы РНК, которая автономно реплицируется в зараженных клетках. Вироиды были идентифицированы как возбудители опасных болезней. Один из них стал причиной гибели миллионов кокосовых пальм на Филиппинах за последние пятьдесят лет, другой нанес урон промышленному разведению хризантем в США в начале1950-х гг.

Первый вироид – веретеновидности клубней картофеля, или PSTV был идентифицирован в 1971 году. Это самый крупный из известных вироидов; его РНК состоит из 359 нуклеотидов и имеет форму либо замкнутого кольца, либо структуру типа шпильки. Комплементарные пары оснований соединены водородными связями, образуя двунитевую РНК. Вироиды обнаружены только в ядрах инфицированных клеток. Они реплицируются подобно вирусам, т. е. синтезируют комплементарную цепь, которая функционирует как матрица. При этом вироиды используют ферментные системы клетки-хозяина.

В живых организмах встречаются и другие молекулярные патогенны, не относящиеся к вироидам. Некоторые фрагменты белков могут контролировать свое воспроизведение в клетках животных без участия нуклеиновых кислот, такие частицы называют прионами.

5. Принципы классификации вирусов

Классификация вирусов растений основывается на изучении свойств конкретных вирусных изолятов . Под изолятом вируса понимают однородную популяцию вируса, выделенную из какого-либо источника и получаемую в результате клонирования путем серии последовательных пассажей через подходящее индикаторное растение. Вирусные изоляты, не отличающиеся по свойствам, относят к одному штамму вируса. Изоляты, отличающиеся незначительно относят к одному виду. Вирусы растений, которые имеют много подобных свойств, составляют группу вирусов.

При классификации вирусов используют следующие генетически стабильные признаки: тип нуклеиновой кислоты; количество нитей и фрагментов генома; характер распределения фрагментов генома в вирионах; особенности концевой структуры молекул нуклеиновой кислоты; количество и молекулярная масса полипептидов капсида; морфологические свойства вирионов: размер, форма, тип симметрии; гидродинамические свойства (характер оседания при скоростном центрифугировании); антигенность и особенности серологических тестов с антисыворотками определенного типа; способы передачи и отношение к переносчикам; круг растений-хозяев и характер симптомов на них.

На основании сравнительного анализа свойств вирусов растений они объединены в 26 групп согласно классификации вирусов, принятой Международным комитетом по таксономии вирусов Международного Союза микробиологических обществ. Группы вирусов растений неоднородны по составу, некоторые из них представлены только одним членом. Таксономия вирусов растений в ее современном состоянии не является естественной.

Номенклатура. Названия вирусов растений, несмотря на многочисленные попытки придать им латинизированный вид, остаются в основном тривиальными, т. е. образованными при первоначальном выделении и описании вируса в основном в соответствии с растением-хозяином и внешними симптомами заболевания, например, вирус табачной мозаики, вирус желтой карликовости ячменя и т. п. Причем, закрепляется имя того хозяина, из которого впервые был выделен возбудитель в биоценозах. В качестве международных названий используются английские названия вирусов: tobacco mosaic virus , barley yellow draft virus соответственно.

6. Методы изучения вирусов

1).Электронная микроскопия. Разрешающая способность электронного микроскопа – до 1А. Изображение объекта получается в результате рассеяния потока электронов исследуемым образцом. Пучок движущихся в вакууме электронов фокусируется электрическим или магнитным полем (электронными линзами). Этим методом можно определить форму и размеры вирионов, локализацию в клетке, в растении, цитологические изменения клеток.

2).Ультрацентрифугирование. Центрифуги, которые развивают скорость более 40 000 оборотов в минуту называются ультрацентрифугами. В результате развивается добавочная сила тяжести, которая способствует осаждению мелких частиц, каковыми и являются вирусы.

3).Электрофорез. Все вирусы в составе капсида содержат ионизированные группировки, которые обусловливают их подвижность в электрическом поле. Скорость движения вирусных частиц зависит от молекулярной массы и суммарного заряда. Благодаря этому методу стало возможно разделение смеси вирусов с помощью электрофореза – перемещения в электрическом поле.

4).Иммунологические (серологические) методы. Любой вирус, будь то вирус растений, животных или бактерий, при введении кроликам или другим мелким млекопитающим ведет себя как эффективный антиген . В результате образуются специфические антитела , которые реагируют с антигенами (вирусами) и используются для их обнаружения.

Для получения диагностической антисыворотки в качестве антигена применяют очищенный вирус. Этот антиген вводят внутривенно или внутрибрюшинно кролику. Количество инъекций может быть различное (4-8) с интервалом в 1-2 дня. Через 7-11 дней после последней инъекции производят забор крови, ее отстаивают 1,5-2 часа при температуре 370С, затем центрифугируют. Сыворотку хранят в ампулах по 5-10 мл при температуре - 40С.

К основным методам обнаружения реакций антиген-антитело относятся реакции преципитации и агглютинации.

Преципитация (от лат. praecipitacio – падение вниз, осаждение) – реакция, позволяющая осадить вирусы (антигены) с помощью антител, обладает высокой чувствительностью и специфичностью.

Агглютинация (от лат. agglutinatio – склеивание) – склеивание в глыбки (комочки) микроорганизмов, в т. ч. вирусов и выпадение их в осадок. Используется для диагностики вирусных болезней.

5).Метод растений-индикаторов. Метод основан на визуальном контроле. При инфицировании растении вирусами появляются симптомы поражения, которые зависят от растения хозяина, штамма вируса и условий внешней среды. Растения-индикаторы – это такие растения, которые реагируют характерными симптомами на заражение вирусом. Для инфицирования используются молодые растения в фазе 2-3 настоящих листьев. Заражение (инокуляцию ) проводят экстрактом больных тканей. Для этого их растирают в ступке с буферным раствором, гомогенат фильтруют через марлю или капрон. Чаще всего инокуляцию проводят механическим путем: экстракт втирают пальцами, тампоном, шпателем, щеткой или кистью. Через 5-10 минут излишек вирусного материала смывают дистиллированной водой. Растения маркируют, закрепляя этикетки на инфицированных листьях. Растения помещают на сутки в темное место, затем переносят в фитотрон на 12-14 дней до четкого проявления вирусных симптомов. Производят идентификацию вирусных поражений с помощью таблиц и фотографий.

Выделяют четыре основных типа реакций растений-индикаторов на поражения их вирусом:

Иммунность – когда растения не поражаются данным вирусом;

Сверхчувствительность – когда растения поражаются с образованием локальных некрозов, которые возникают вследствие отмирания клеток возле точки заражения;

Толерантность – когда вирус транспортируется по тканям растения, но симптомы заболевания выражены слабо;

Системное поражение – когда вирус транспортируется по всем тканям растений с четким проявлением симптомов заболевания.

7. Типы вирусных симптомов

Растения, на которых легко выявляются симптомы, характерные для заражения данным вирусом, называются индикаторными растениями. Кроме внешних симптомов вирусная инфекция вызывает различного рода гистологические и цитологические изменения в больном растении. Они проявляются в аномалиях сосудистой системы и различного рода изменениях структуры клеток – от изменений структуры отдельных органелл до образования в клетке специфических вирусных включений. Включения могут быть образованы вирусными частицами, которые локализуются в клетке характерным для данного вируса образом либо сочетанием их с продуктами вирусного влияния. Тип внутриклеточного включения является характерным для данного вируса и используется для идентификации вирусов.

Выделяют следующие основные типы вирусных симптомов :

1).Мозаика – неравномерная зеленая окраска листовой пластинки или наличия пятен желтоватого или светло-зеленого цвета.

2).Хлороз – общее или симметричное пожелтение тканей листа.

3).Некроз – отмирание тканей растений, часто является следствием мозаики или хлороза при сильном их развитии, но нередко развивается и самостоятельно. Выделяют местный некроз – развивается в местах проникновения инфекции в растение и системный (рассеянный) некроз – может проявляться на любых частях растения.

4).Деформации органов растений разнообразны и могут быть вызваны физиологическими нарушениями, которые приводят к изменению морфологии органов или всего растения. В результате нарушения координаций роста развивается морщинистость, курчавость, вздутия, искривления побегов.

5).Угнетение роста может выражаться в общей карликовости растений, укорочении междоузлий на верхушке побега.

6).Увядание наблюдается при сильном поражении сосудистой системы.

7).Израстание (пролиферация) . Непосредственными причинами израстания может быть нарушение покоя пазушных и зимующих почек или перерождение и вегетативный рост генеративных органов. Сопутствующим признаком израстания является нитевидность стеблей и ростков .

8).Абортивность – опадение цветков и завязей, усыхание завязавшихся плодов или отдельных семян в плоде, бессемянность плодов.

9).Новообразования – опухоли на различных частях растения (например, разрастание жилок листа), листовидные выросты энации и др.

10).Антоцианоз – пурпурное, красно-фиолетовое или сине-фиолетовое окрашивание листьев или их краев, жилок, стеблей.

11).Пестролепестность – неравномерность окраски или частичное обесцвечивание лепестков, например, у тюльпана.

В большинстве случаев у больного растения обнаруживается несколько симптомов в сочетании.

8.Заражение и перемещение вирусов в растениях.

Фитопатогенные вирусы поражают широкий круг растений из различных семейств. При этом один и тот же вид растения может быть хозяином многих вирусов. Каждый вирус имеет определенный круг растений-хозяев, т. е. растений, восприимчивых к данному вирусу, в клетках которых он может размножаться, давая новые поколения вирусных частиц. Например, некоторые вирусы, поражающие землянику (род Fragaria), не вызывают заболевания у растений других родов. А для вируса бронзовости томатов характерен широкий круг хозяев: в этом списке растения 166 видов из 34 семейств, относящихся как к классу однодольных, так и к классу двудольных.

Вирусные инфекции растений существенно отличаются от вирусных инфекций животных и микроорганизмов.

Во-первых, фитопатогенные вирусы проникают в клетки растений через повреждения в клеточной оболочке при ее механическом травмировании или в результате прокалывания ротовыми органами членистоногих переносчиков.

Во-вторых, растение, инфицированное вирусом становится его постоянным носителем. При этом вирус проникает практически во все органы и ткани инфицированного растения (за исключением вирусов, имеющих тканевую специфичность ).

Поражение вирусами чаще бывает системным, реже локальным. При системном поражении вирусные частицы способны перемещаться из клетки в клетку по плазмодесмам, через межклеточную жидкость, по проводящим элементам в другие органы растений. Клетки растений при системном заражении могут накапливать вирус в значительных количествах, оставаясь жизнеспособными.

Локальное поражение может объясняться двумя причинами: тканевой специфичностью и местной некротизацией ткани, в результате чего происходит локализация вирусной инфекции в месте проникновения вируса в ткани растения.

Часто растения реагируют на инфекцию обоими типами симптомов, и локальная некротизация тканей в местах проникновения вирусов сочетается с развитием системной инфекции растения, которая также может приводить к местной или системной некротизации тканей разных органов.

Перемещение вирусов в растении происходит по плазмодесмам, через межклеточную жидкость, по флоэме и ксилеме. Скорость распространения зависит от температуры: чем выше температура, тем выше скорость. По флоэме вирусы могут распространяться со скоростью несколько сантиметров в час. Большинство вирусов передвигается с током углеводов по флоэме, реже – по ксилеме.

Вирусы накапливаются только в тех клетках, где происходит их воспроизводство. В сосудах они практически не способны размножаться. Максимальное количество вирусных частиц, накапливающихся в клетке, зависит от вида растения-хозяина. Например, в клетках листьев табака накапливается в 10 раз больше вирусов табачной мозаики, чем в листьях томата.

9. Распространение вирусов в биоценозах

Вирусы растений обладают способностью к быстрому распространению в биоценозах. Способы распространения различны:

1. Передача контактно-механическим путем при взаимоповреждающем контакте здорового и больного растения (при обрезке, пасынковании, сборе урожая, а также в загущенных посадках).

2. Распространение семенами и пыльцой.

3. Для вегетативно размножаемых культур основной способ распространения вирусов - через посадочный материал.

4. Беспозвоночными с колюще сосущим или грызущим аппаратом (тлями, цикадками, трипсами, червецами, щитовками, клещами).

5. Нематодами.

6. С помощью повилики.

7. Спорами и зооспорами фитопатогенных грибов.

Интенсивность эпифитотий зависит от различных переносчиков. В настоящее время определено около 400 различных переносчиков. Среди них большинство – насекомые. Период от начала принятия вируса от донора до появления у насекомого способности переносить вирус называют инкубационным периодом . Время, на протяжении которого переносчик с вирусом остается инфекционным, относят к определению персистентность. По особенностям передачи вирусов растений выделяют три группы: персистентные, полуперсистентные, неперсистентные.

Неперсистентные вирусы передаются переносчиками непосредственно после непродолжительного (несколько секунд) питания на больном или на здоровом растении. Переносчики быстро (за несколько минут) теряют способность к инфицированию, если они перестают питаться на больном растении. К неперсистентным относят U-вирус картофеля, вирус желтой мозаики фасоли и др.

Персистентные вирусы передаются переносчиком не сразу после приобретения их на больном растении, но после латентного периода определенной продолжительности (от нескольких часов до нескольких суток). Переносчик сохраняет способность передавать вирус в течение длительного времени, иногда в течение всей жизни. Среди них выделяют возбудители, которые не репродуцируются в переносчике (например, вирус желтой карликовости ячменя) и вирусы, способные размножаться в организме переносчика (вирус пожелтения жилок осота).

Полуперсистентные вирусы представляют собой промежуточную группу. Они способны передаваться переносчиком сразу после его питания на больном растении. После прекращения питания способность к инфицированию сохраняется в течение 3-4 суток. Латентный период отсутствует. Представителем этой группы является вирус желтухи сахарной свеклы.

Отдельные переносчики могут передавать много различных вирусов, например тля вида Myzus persicae способна переносить до 70 вирусов. Распространению вирусов способствует космополитизм насекомых. Так некоторые трипсы (Thrips tabaci) питаются на растениях 140 видов из 40 семейств.

10. СОХРАНЕНИЕ ВИРУСОВ НА ПРОТЯЖЕНИЕ ГОДОВОГО ЦИКЛА

Сохранение вирусов в течение зимнего периода может осуществляться различными способами. Для многолетников характерно сохранение в стеблях, корнях, клубнях, отводках. Некоторые вирусы зимуют в семенах. Вирусы, имеющие широкий спектр хозяев хорошо приспособлены к сохранению в природе, если среди восприимчивых растений имеются многолетники. Некоторые вирусы могут зимовать в яйцах насекомых-переносчиков. Вирус табачной мозаики может сохраняться в почве в растительных остатках. Вирус салата-латука может сохраняться в спорах почвенного гриба Olpidium. Если в одной местности выращиваются яровая и озимая пшеница, вирус полосатой мозаики с яровых растений передается на всходы падалицы, а затем – на озимые растения.

11. РОЛЬ ВИРУСОВ В ПРИРОДЕ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ Вирусных болезней

Вирусы постоянно присутствуют в растениях. Многие вирусы способны вызывать серьезные заболевания, приводящие к существенной потере урожая или к ухудшению его качества, в частности, уменьшается всхожесть семян и коэффициент репродукции, устойчивость растений к инфекциям любой этиологии и др. Болезни, вызываемые вирусами, называют вирозами . Вирусы прямо или косвенно влияют на физиологические процессы инфицированного растения, причем измененный метаболизм напоминает нормальное состояние стареющего организма. При появлении симптомов вироза у растений усиливается дыхание, это связано с разобщением дыхания и окислительного фосфорилирования.

Вирусы в природе выполняют, вероятно, роль регуляторов численности популяций живых организмов.

Часто трудно оценить потери урожая за счет поражения вирусами. Размеры их варьируют по годам и районам, так что средние значения в сущности не показательны. Но в США считают, что потери урожая пшеницы по средним многолетним данным составляют около 2%. Временами эти потери достигают 20%. Опасны вирусные болезни многолетних культур, т. к. они вызывают отмирание или ослабление растений, для возобновления которых нужно несколько лет. Например, в Западной Африке вирус деформации побегов дерева какао периодически уничтожает целые плантации. Особую опасность представляют фитопатогенные вирусы для овощных растений, размножаемых вегетативно, например, картофеля и многих декоративных растений. Зачастую больными оказываются все растения, и в то же время снижение урожая будет небольшим (около 10%). Однако, в неблагоприятных погодных условиях вирусная инфекция может достигнуть бурного развития и привести к полному вырождению растений и посадочного материала.

12. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ВИРУСНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

Визуальная диагностика. Возможна лишь в случае, если вирус вызывает определенные патологические изменения в организме – симптомы. Диагностика бывает затруднена в связи с бессимптомным (латентным) характером развития болезней. Кроме того, сходные симптомы могут вызвать нарушения минерального питания, поражения фитоплазмами, бактериями, гербициды гормональной природы. Таким образом, точная идентификация поражения вирусами лишь по внешним признакам невозможна.

Метод индикаторных растений основан на использовании тест-растений (индикаторных), дающих четкие симптомы.

Серологическая диагностика . Если ввести кролику очищенный препарат растительного вируса (антиген), в организме животного вырабатываются специфические антитела, связывающие антиген. В результате образуется осадок (преципитат или серум), различимый визуально или с помощью микроскопа. Практическое значение для идентификации вирусов в растении имеет модификация под названием капельный метод : на предметном стекле каплю антисыворотки смешивают с каплей сока растения. Через несколько минут оценивают реакцию под микроскопом при малом увеличении в темном поле или даже визуально без микроскопа.

Метод электронной микроскопии позволяет установить форму, строение и даже размеры вирусов.

Метод гель-электрофореза. Этот метод основан на электрофоретическом разделении предварительно очищенных нуклеиновых кислот вируса или вироида в геле при силе тока 3 и 6 мА с окрашиванием зон. При сравнении полученных окрашенных линий с высотой стандартных маркерных зон определяют массу и размеры вирусных структур.

Метод ДНК-зондов основан на принципе комплементарности нуклеиновых кислот. Синтезируют зонды , которые узнают определенные нуклеотидные последовательности РНК вируса . В зависимости от выбора зондов можно дифференцировать группы, виды и даже штаммы вирусов.

Метод включений. Развитие некоторых вирусов в клетках растения сопровождается образованием в ней скопления вирусных частиц (включений, кристаллов Ивановского), которые обнаруживаются даже с помощью светового микроскопа. Каждому виду вируса свойственна своя форма вирусных включений, образующихся обычно в клетках волосков или эпидермиса листьев. Например, для вируса табачной мозаики характерны игловидные и гексагональные кристаллы; для Х-вируса картофеля типично образование сферических аморфных тел.

13. СИСТЕМА ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРОТИВ ФИТОПАТОГЕННЫХ ВИРУСОВ

Прямые методы защиты растений от вирусов отсутствуют. Применяемая система интегрированной защиты против вирусов направлена на сокращение источников инфекции внутри и вне посевов или насаждений. Основными направлениями защиты являются:

1).Иммунизация растений слабопатогенными штаммами вируса. Вакцинные штаммы используются как в открытом, так и в закрытом грунте. Опрыскиваются сеянцы (проростки). Вакцина вызывает бессимптомный патологический процесс, который вскоре подавляется иммунными системами организма.

2).Селекция растений , направленная на усиление иммунности и толерантности. Широкое внедрение в производство гибридов, несущих гены устойчивости к определенным вирусам в значительной степени сдерживает распространение этих вирусов.

3).Устранение источников инфекции . Сюда относится выбраковка из насаждений растений с вирусными симптомами, прополка, удаление растительных остатков. Часто резерваторами вирусов являются сорные растения. Особое значение играет прочистка маточников. Этот метод эффективен для растений, имеющих хорошо различимые симптомы.

4).Использование безвирусных семян . Семенные растения нужно выращивать в достаточной изоляции от внешних резерваторов инфекции. Хранить семена желательно в фольге или любой герметичной упаковке.

5).Термотерапия позволяет резко снизить зараженность, а иногда и полностью избавить растения от вирусов. Прогревание семян или вегетативных органов строго специфичны для каждой культуры.

6).Химиотерапия – обработка химическими веществами, задерживающими репликацию вирусов или снижающими их инфекционные свойства. К таким веществам относятся аналоги азотистых оснований (пуринов или пиримидинов).

7).Использование безвирусного посадочного материала , полученного методом апикальных меристем. Лучший эффект оздоровления от вирусных инфекций получают при комбинировании метода апикальных меристем с предварительной термотерапией и химиотерапией. В среду для культивирования меристем вводят специальные антивирусные добавки (гликопротеины, полисахариды, нуклеиновые кислоты, антибиотики) либо обрабатывают ими исходные растения-доноры.

8).Государственный или внутрихозяйственный карантин. При импорте растений в сертификате должно быть подтверждение о том, что материал не содержит карантинных объектов.

9).Организационно-хозяйственные мероприятия включают дезинфекцию режущих инструментов и орудий труда в растворе формалина, перманганата калия, спирта или их тепловую обработку, работу в спецодежде и обуви, использование дезинфекционных ковриков и платформ.

10).Ослабление симптомов заболевания за счет поддержания оптимального режима выращивания культуры, т. е. активизации иммунитета . Для этого растения опрыскивают растворами микроэлементов, фосфорными и калийными удобрениями, которые стимулируют раннее созревание растений и как следствие – наступление возрастной устойчивости.

14. БИОПРЕПАРАТЫ НА ВИРУСНОЙ ОСНОВЕ

В настоящее время широко используется вакцинация (преинокуляция) растений слабопатогенными штаммами вирусов. В России получен вакцинный штамм «ВТМ - V -69 » для томатов, используемый как в открытом, так и в закрытом грунте. Опрыскиваются сеянцы (проростки). Препарат характеризуется генетической стабильностью, имеет длительный вакцинирующий эффект при полной бессимптомности. Вакцина сдерживает развитие различных пятнистостей у томатов. Прибавка урожая в вакцинированных посадках около 23%.

«ВИРОГ - 43 » - вакцинный препарат против зеленой крапчатой мозаики огурца, использование препарата приводит к развитию неспецифического индуцированного иммунитета. Вакцинируются 8-10-дневные проростки в фазе развернутых семядольных листьев. Через 10-12 дней на вакцинированных растениях проявляется слабая мозаика, которая позднее исчезает совсем. Концентрация патогенных вирусов снижается в несколько раз. Возникающий неспецифический индуцированный эффект снижает также восприимчивость к некоторым грибным заболеваниям.

ЛИТЕРАТУРА

1.Бойко А. Л. Экология вирусов растений. – К.:Вища школа,1990.-166с.

2.Гиббс А., Хариссон Б. Основы вирусологии растений.-М.:Мир, 1978. – 430с.

3.Гнутова Р. В. Серология и иммунология вирусов растений. – М.:Наука,1993. -301с.

4.Защита растений от болезней в теплицах (Справочник) /Под ред. А. К. Ахатова. Москва:Товарищество научных изданий КМК, 2002. – 464с.

6.Метьюз Р. Вирусы растений. – М.:Мир, 1973. -600с.

7.Френкель-Конрат Х. Химия и биология вирусов. – М.: Москва,1972. -336с.