Вирусы растений способы заражения

Как распространяются вирусы растений?

Как распространяются вирусы растений?

Мы сторонимся явно простуженного человека, справедливо полагая, что при кашле и чихании в нас летят мириады вирусных частиц, которыми можно заразиться. Растения не чихают и не кашляют, они не могут передвигаться, им никто не переливает зараженную кровь. Плотная наружная оболочка растительной клетки непроницаема для вирусов. Если просто опрыскать растение вирусом, заражения не произойдет. В то же время срок жизни отдельного растения ограничен, поэтому непременным условием выживания вируса является его своевременный переход от одного растения к другому.

Как же распространяются вирусы растений, как они попадают от зараженного растения к здоровому?

Естественным путем вирусы распространяются: переносчиками (насекомыми, клещами, нематодами, паразитическими грибами), семенами, пыльцой и контактным путем.

Поперечный разрез листа. Сверху и снизу лист покрыт плотным слоем клеток эпидермиса (1). Именно при обламывании их выростов (2) вирус может проникнуть в лист. Основную массу листа составляют фотосинтезирующие клетки (3). Образующийся в них сахар оттекает из листа по сосудам флоэмы (4). Вода поступает в лист по сосудам ксилемы (5). Все клетки в листе соединены между собой плазмодесмами.

Главный путь естественного распространения вирусов связан с насекомыми–переносчиками. В точности так же, как многие вирусы животных и человека путешествуют, «оседлав» комара или клеща, большинство вирусов растений тоже распространяется насекомыми.

Какую–то роль играют насекомые–опылители, какую–то – листогрызущие насекомые. Но самые главные переносчики вирусов – это тли, а также цикадки, трипсы, белокрылки и червецы, – словом, те, что имеют колюще–сосущий ротовой аппарат. Чтобы добраться до сока, которым оно питается, насекомое прокалывает стилетом покровные ткани растения и вонзает его в глубь листа или стебля. Стилет часто проникает прямо в сосуды, по которым течет сладкий, богатый сахарами сок. Сырой сок не всегда съедобен, поэтому насекомое впрыскивает в растение слюну и содержащиеся в ней ферменты, которые осуществляют внекишечное переваривание пищи. Затем, как шприцем, оно всасывает частично переваренный сок. Если растение заражено, насекомое попутно захватывает и вирус, который прилипает к кутикуле внутри стилета. Какое–то время, не больше нескольких часов, вирус может там сохраняться. Когда насекомое начинает питаться на другом растении, оно со слюной передает ему и вирус. Некоторые вирусы, например, вирус желтухи свеклы, попадают в глотку насекомого, где могут сохранять активность два – три дня, иногда неделю.

Эффективнее всего распространяет вирус, голодная тля, потому что, попав на растение, она обычно делает несколько коротких проб, во время которых и происходит передача вирусов.

Некоторые вирусы, попадая в кишечник насекомого, способны проходить через стенку кишки и попадать в гемолимфу, а через нее в слюнные железы. Далее все происходит по уже известному сценарию – со слюной вирусы попадают в другое растение. Так происходит, например, при питании тли на растении картофеля, зараженном вирусом скручивания листьев картофеля. Но есть способ еще лучше!

Переносчики вирусов: цикадка (1), тля (2), трипе (3) и белокрылка (4)

Некоторые вирусы растений способны размножаться не только в растении, но и в насекомом–переносчике. Наплодившись в большом количестве (это занимает несколько дней или даже недель), они попадают в гемолимфу насекомого, из нее в слюнные железы, и вновь со слюной попадают в здоровое растение. Интересно, что, хотя эти вирусы и размножаются в переносчике всю оставшуюся жизнь, никакого видимого вреда они ему не причиняют. Часто такие вирусы попадают не только в слюнные железы, но и в яйцеклетки. Вылупившиеся из зараженных яиц личинки, а затем и взрослые насекомые уже исходно оказываются носителями вируса и при любом удобном случае заражают здоровое растение.

Около 190 видов тлей являются переносчиками более чем трехсот вирусов. Эти насекомые идеально приспособлены для такой работы. Наличие тонкого стилета обеспечивает проникновение вируса без повреждения клеток хозяина; существование крылатых особей позволяет вирусу перемещаться на большое расстояние – за один день летающие тли могут относиться ветром на десятки и сотни километров; способность питаться на разных видах растений расширяет круг хозяев вируса. Абсолютным чемпионом является персиковая тля: она может переносить несколько десятков различных вирусов, а кроме того она самая непоседливая. Вирус скручивания листьев картофеля переносится тремя видами тлей, а вирус желтой карликовости ячменя – пятью видами.

По существу, таким же образом разносят вирус и нематоды – круглые прозрачные черви размером от одного до нескольких миллиметров, обитающие в почве и питающиеся соком, который они высасывают из корней. Особенно опасны вирусы, переносимые нематодами, для ягодных культур: малины, земляники, смородины, крыжовника и особенно для винограда. Вирус сохраняется в переносчике несколько недель, а то и после года пребывания нематоды в почве, даже свободной от растений. В передаче вирусов участвуют как взрослые особи, так и личинки. К счастью, нематоды не способны переносить вирусы на большое расстояние, поскольку они изрядные домоседы. Нематоды, если и перемещаются, то всего на полметра в год. Но если заложить виноградник или ягодную плантацию в почве, в которой обитают нематоды–носители вируса, то такой ягодник или виноградник будет обречен на заражение и постепенное, но неуклонное вырождение. Кроме того, вирусы, переносимые нематодами, устроены так, что имеют свойство проникать в семена и передаваться семенами, а этот путь обеспечивает быстрое, эффективное и плохо поддающееся контролю распространение вирусной инфекции.

Нематоды – обитающие в почве круглые черви

Особенно часто передача вирусов с семенами наблюдается у бобовых растений – гороха, фасоли, люцерны, клевера. Чтобы передача через семена осуществилась, растения должны быть заражены еще до оплодотворения яйцеклетки. Для передачи вируса семенами даже необязательно, чтобы он попал непосредственно в зародыш. Вирус может остаться и снаружи, на оболочке семени и заразить молоденький росток при его прорастании.

Вирус попадает в семена и с зараженной пыльцой, но для этого обычно требуется прорастание пыльцевой трубки. Если опыление уже произошло, зараженная пыльца не способна вызвать инфекцию. Но нет правил без исключений – именно таким образом охотно передаются вирус некротической кольцевой пятнистости косточковых и вирус кустистой карликовости малины; этим способом можно перенести вирусы и при искусственном опылении.

Многие вирусы передаются грибами, обитающими в почве и паразитирующими на корнях растений. Обычно вирусы от одного растения к другому путешествуют на поверхности подвижных зооспор гриба. В пленках почвенной влаги зооспоры перемещаются от корня к корню, прикрепляются к его поверхности и образуют канал, который внедряется в стенку ближайшей корневой клетки. По этому каналу в растение проникает и вирус.

Это все естественные пути распространения вирусов растений. Но в немалой, а где–то и в решающей степени распространению вирусов способствует сам человек.

Читайте также

Как далеко распространяются и как долго сохраняются запахи феромонов?

Как далеко распространяются и как долго сохраняются запахи феромонов? Особые вещества, предназначенные для общения одних животных с другими, получили название «феромоны», или «телергоны» (от греческих слов «далеко» и «действие»). С помощью этих веществ насекомые

4.2. Царство Бактерии. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями. Вирусы

4.2. Царство Бактерии. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями. Вирусы Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:

4.5. Многообразие растений. Признаки основных отделов, классов и семейств покрытосеменных растений. Роль растений в природе и жизни человека. Космическая роль растений на Земле

4.5. Многообразие растений. Признаки основных отделов, классов и семейств покрытосеменных растений. Роль растений в природе и жизни человека. Космическая роль растений на Земле Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: водоросли, голосеменные

Как в природе распространяются семена?

Как в природе распространяются семена? Семена, как вы знаете, — один из способов, с помощью которых растение воспроизводит другое себе подобное растение. Но семенам требуются особые условия для роста. Им требуется влага, кислород и тепло. Если семя не начинает расти

Как распространяются сорняки?

Как распространяются сорняки? Когда произносят слово «сорняк», то имеют в виду какое-то бесполезное растение. Однако с точки зрения природы все растения приносят одинаковую пользу. Другое дело, что люди отбирают и культивируют только те из них, которые обладают ценными

Как распространяются семена травы?

Как распространяются семена травы? Травы — самые распространенные растения в мире. Их существует около 7000 видов. Море трав покрывает поля иногда площадью в тысячи квадратных километров. Они называются прериями, степями, равнинами, долинами. Это пампасы Южной Америки,

Что такое вирусы?

Что такое вирусы? «Вирусы (от латинского – virus, то есть «яд») – неклеточные формы жизни. Состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсида). Открыты в 1892 году Д.И. Ивановским. Вирусы – внутриклеточные паразиты, они размножаются только в живых клетках,

Вирусы пчел

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?

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

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

«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

Источник

Фитопатогенные вирусы

Фитопатогенные вирусы – субмикроскопические инфекционные агенты, вызывающие инфекционные заболевания растений. Характеризуются малыми размерами, не наблюдаются в световом микроскопе. Полностью зависят от клетки растения-хозяина (облигатные паразиты). Имеют простое строение вирионов (нуклеиновая кислота, покрытая одним или несколькими слоями белковых молекул) [3] .

Впервые существование нового типа возбудителя инфекционных болезней растений – вируса, в 1892 году доказал русский ученый Д. И. Ивановский. Свои исследования он изложил в диссертации «Мозаичная болезнь табака», где показал следующие свойства возбудителя табачной мозаики, полностью соответствующие известным ныне свойствам вирусов: фильтруемость через бактериальные фильтры, инфекционность, неспособность роста на искусственных питательных средах. Однако Д.И. Ивановский определил возбудителя табачной мозаики, как новый неизвестный ранее класс микроорганизмов. Фактически русский ученый заложил основы научной дисциплины, позднее получившей название вирусологии [4] .

Содержание:

Морфология и структура фитовирусов

Морфология и структура инфекционных частиц фитопатогенных вирусов во многом аналогична строению прочих вирусов (статья «Вирион») [3] .

По морфологии частиц вирусы растений могут быть палочковидными, нитевидными, изомерическими (близкие к сферическим), бацилловидными или пулевидными [3] .

В состав вириона входят нуклеиновая кислота и капсид. Последний определяет форму вириона. Существует и несколько крупных вирусов, имеющих вокруг капсида внешнюю оболочку – мембрану, образующуюся на поздних стадиях формирования вириона. К таким вирусам относятся: Tomato spotted wilt virus, Winter wheat Russian mosaic virus [1] .

У вирусов палочковидной и нитевидной формы спиральный тип строения капсида, у изомерических – инкосаэдрический [1] .

Из вирусов со спиральной симметрией хорошо изучен вирус табачной мозаики. К вирусом с икосаэндрической симметрией, оболочки, которых выглядят как многогранники относятся:

• вирус желтой мозаики турнепса – имеет 180 белковых субъединиц, сгруппированных в 32 капсомера (12 пентамеров и 20 гексамеров), РНК большей частью погружена в белковую оболочку;
• вирус обыкновенной мозаики огурца, вирусмозаики костра – строение капсомера аналогично вирусу желтой мозаики турнепса;
• мозаика коровьего гороха – вирион содержит 60 белковых субъединиц двух типов: первый – субъединицы собраны в 12 пентамров, второго – в 20 тримеров [1] .

Размеры вирионов фитовирусов варьируют в значительных пределах. Каждому вирусу соответствует определенный размер частиц одного или нескольких видов. Изомерические частицы имеют диаметр от 17 нм до 75 нм. Палочковидные, нитевидные, бацилловидные – могут иметь длину от десятков до 2000 нм. Диаметр нитевидных и палочковидных вирионов – 3–10 нм, бацилловиных – от 18 до 75 нм [1] .

Вирус табачной мозаики Tobacco mosaic virus

Растение-хозяин – табак (Nicotiana tabacum) [5]

Химический состав вирусов растений

Фитопатогенные вирусы содержат нуклеиновую кислоту (РНК или ДНК), белок, ионы металлов. У некоторых отмечают присутствие до 20% липидов (бацилловидные вирусы), до 1% полиамидов (вирус желтой мозаики турнепса), ферментов типа РНК-транскриптазы (вирусы раневых опухолей клевера, вирусы некротического пожелтения салата-латук). Половину массы кристаллов вирусов и от 10% до 50% массы вирионов в суспензии составляет вода. Однако для определения состава вириона расчеты проводят по сухой массе [1] .

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновая кислота – это длинная полимерная цепь, состоящая из нуклеотидов. В состав нуклеотида входят: азотистое основание, сахар (рибоза для РНК и дезоксирибоза для ДНК), остаток фосфорной кислоты [1] .

Последовательность оснований нуклеиновой кислоты определяет последовательность аминокислот и свойства вирусоспецифичности белков. Нуклеиновая кислота каждого вируса имеет характерную только для него последовательность и соотношение нуклеотидов [1] .

Большинство фитовирусов имеют одноцепочечную РНК (вирус табачной мозаики, X-вирус картофеля, Y-вирус картофеля). Двухцепочечная РНК зафиксирована у вируса раневых опухолей клевера, вируса карликовости риса. ДНК содержащими вирусами являются: вирус мозаики цветной капусты и вирус пожелтения жилок огурца [1] .

Содержание РНК варьирует. Для изометрических вирусов оно составляет от 15% до 45%, для палочковидных – до 5%, для бацилловидных – до 1% [1] .

РНК включает два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (цитозин и урацил) основания. ДНК вместо урацила содержит тимин. Соседние нуклеотиды соединены фосфорнодиэфирными связями между 3’-атомом рибозы одного нуклеотида и 5’-углеродным атомом другого [1] .

Вирусы с одноцепочной РНК характеризуются не совпадением соотношений гуанин: цитозин и аденин: урацил. Двухцепочечные РНК и ДНК- содержащие вирусы характеризуются совпадением указанных соотношений [1] .

Существуют многокомпонентные фитовирусы вирусы или вирусы с разделенным геномом. В них РНК представлена несколькими типами с различной молекулярной массой. Отдельные представители этой группы имеют в одном из типов частиц две и более молекулы РНК с различными генами в составе. Характерно, что каждая из них в отдельности неинфекционна и вирусы реплицируются на основе обмена продуктами, кодируемыми отдельными компонентами фрагментированного генома. К многокомпанентным вирусам относятся: вирус кольцевой пятнистости табака, вирус кольцевой пятнистости малины. У них выявлено: три типа частиц у первого и два типа частиц у второго патогена [1] .

Многокомпонентные вирусы могут иметь однородные по размерам частицы с одной молекулой РНК. Однако эта молекула у разных частиц различается по молекулярной массе и запасу информации. К таким вирусам относятся: вирус мозаики коровьего гороха, вирус обыкновенной мозаики огурца, вирус мозаики костра [1] .

Описан ряд сферических, палочковидных и бациловидных вирусов с наличием различных по размерам и содержанию РНК вирионами. В частности, вирус погремковости табака имеет частицы двух типов. Вирус мозаики люцерны характеризуется наличием вирионов от почти изометрической до бацилловидной и палочковидной формы, с различными параметрами длины и ширины. Каждому типу частиц соответствует РНК определенной молекулярной массы. Различие типов РНК многокомпонентных вирусов имеет важное биологическое значение в вопросе репродукции вирусов [1] .

Белки

Белки формируют капсиды вирусов растений. По аминокислотному составу и соотношению аминокислот они не отличаются от белков бактерий, растений и животных. В белках вирусов в малых количествах содержаться цистеин, метионин, триптофан, гистидин, тирозин. Некоторые из названных аминокислот могут отсутствовать. Одновременно характерно повышенное содержание треонина и серина [1] .

Белок оболочки (капсида) состоит из одинаковых белковых субъединиц. Их молекулярная масса у различных вирусов колеблется от 10 до 80 тыс. Размер белковых молекул фитовирусов варьирует в диапазоне от 150 до 600 и более аминокислотных остатков [1] .

Источник