Вирусы как возбудители болезни растений вирусов

Вирусы как возбудители болезни растений 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. Однако ни о строении, ни о химических свойствах вирусов и способах размножения возбудителей этих болезней почти ничего не было известно.

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 (но не всегда) белковой оболочкой.

Рис.1. Мозаика табака

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).

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 (рис.1). 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 (рис.2).

Желтушные вирусы влияют на сосудистую систему растений, вызывают отмирание и разрушение клеток флоэмы, приводят к появлению в сосудах ксилемы барьеров и т.д. Вирусы желтушного типа передаются персистентно главным образом цикадками.

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.

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.

Третья пара символов (Е/Е) характеризует форму вириона и форму нуклеокапсида. В данном случае вирион и нуклеокапсид ВТМ (ЕЕ) имеет удлиненную форму с параллельными сторонами и незакругленными концами. Формы бывают с параллельными сторонами и закругленным концом (U), сложной структуры (X).

Четвертая пара символов (S/O) означает тип заражаемого хозяина и тип переносчика. В отношении BТМ S означает, что он заражает семенные растения, а 0 — что переносчик неизвестен. Если вирус передается тлей, это обозначается Ар, цикадкой Аu, белокрылкой al, Сi – жуки, Дi – мухи, Ne – нематоды, Fu – грибы, S – семенные растения, I – беспозвоночные, V – позвоночные, O – отсутствие признака* — признак не исследован. и т.д.

Интерес к теме о происхождение, развитии и влиянии вирусов на наш организм очень актуален в наше время, поскольку многие заболевания ,связанные с проявлением вирусов имеют место быть и это, безусловно, стимулирует наш интерес. Ученые многих стран, изучая вирусные заболевания, сталкиваются с проблемой их изучения, начиная с того, что все вирусы имеют микроскопические размеры тела- это определенным образом усложняет процесс их изучения, заканчивая тем, что многие вирусы, в частности (РНК-содержащие),имеют маленький период размножения и повышенную частоту мутаций, подобная способность, с помощью естественного отбора-то есть выживания наиболее приспособленного, позволяет вирусам в короткие сроки адаптироваться к изменениям окружающей среды.

Читать статью  RU2127969C1 - Способ заблаговременного прогноза грибных заболеваний растений - Google Patents

Подобная эволюция вирусов-важный момент изучения таких заболеваний как грипп, ВИЧ-инфекция(вирус иммунодефицита человека)и гепатита. Мутация вирусов вызывает проблемы с разработкой необходимых вакцин и противовирусных препаратов,потому что устойчивость вирусов к тому или иному препарату возникает уже в первые недели лечения.

В задачи данного реферата входит подробное изучение неклеточных форм жизни,происхождение вирусов,особенности их строения,гипотезы происхождения. А так же вклад выдающегося русского ученого Дмитрия Иосифовича Ивановского в развитие отечественной науки.

На протяжении долгого времени ученые стремились получить высокоочищенные пробы вируса,стараясь максимально увеличить неуязвимость внутренних сред организмов так же было установлено, что по химической природе они имеют нуклеопротеиновый строение(сложные соединения, состоящие из белков и нуклеиновых кислот), однако сами частицы все еще оставались неизученными, так как были слишком малы, чтобы их можно было увидеть с помощью светового микроскопа.

Существует множество гипотез происхождения вирусов,наиболее известные из них следующие:

Вирусы -производные клеточных организмов

Вирусы возникли в результате процесса дегенерации (вырождения) клеточных организмов.

Уже в конце XVII в. было известно, что эта заболевание передаётся при вегетативном размножении,то есть часть с больного растения попадая на здоровое заражает его. Но само происхождение образования зараженного фрагмента оставалась неисследованным. Дмитрий Иванович занялся поисками возбудителя этой болезни. До исследования Д. И. Ивановским считалось, что жидкость подверженная фильтрации уже не содержит бактерий и,следовательно, не является заражающей. Однако когда Д. И. Ивановский применил этот метод к соку растения, больного табачной мозаикой, он обнаружил удивительный факт: «Сверх всякого ожидания, — писал Д. И. Ивановский, — оказалось, что и после фильтрования через глиняные фильтры Шамберлена способность сока передавать болезнь не уничтожалась». Тем самым впервые в микробиологии Д. И. Ивановский доказал ,что заразный фрагмент болезни способен к фильтрации. «Случай свободного прохождения заразного начала через бактериальные фильтры, в то время, как оно было констатировано мною для мозаичной болезни, представлялся, — говорит Д. И. Ивановский, — совершенно исключительным в микробиологии. Через несколько лет после того совершенно такое же явление было констатировано и в патологии животного организма при исследовании ящура. «.

Исследователь считал, что возбудитель мозаичной болезни — живой организм( мельчайший микроб),- Д. И. Ивановский хотел досконально изучить возбудителя. Следуя своей теории он изучал тончайшие срезы через листья больного растения, окрашенные красками, которые применяются для окраски бактерий. В зараженных фрагментах он увидел какие-то бесцветные кристаллы и скопления окрашенных палочек и точек. На первых он не обратил внимания, а вторые принял за микроб, способствующий возникновению мозаичной болезни.

Особенности строения вирусов

Середина вируса состоит из генетического фрагмента (ДНК или РНК). Вирусы содержат всегда один тип нуклеиновой кислоты, причем как одноцепочечной, так и двухцепочечной, как линейной, так и кольцевой.

Капсид — это белковая оболочка, которая защищает молекулы наследственной информации от ферментов-нуклеаз и УФ-излучений, обеспечивая осаждение вируса на поверхности клетки-хозяина.

Суперкапсид — дополнительная липопротеидная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина (имеется вирусов — ВИЧ, гриппа, герпеса).

1 — капсомеры (капсид — белковая оболочка)

2 — внутренняя среда вируса

3 — генетический материал (ДНК или РНК)

Полностью сформированная инфекционная частица вне клетки-хозяина называется вирионом (нуклеопротеидный комплекс). Если вирус находится внутри клетки-хозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты.

Оболочка вируса построена из одинаковых повторяющихся субъединиц — капсомеров, которые образуют структуры с высокой степенью симметрии,для них характерна кристаллизация. Множество вирусов построено по одному из двух типов симметрии — спиральной или кубической. По спиральному типу симметрии построено большинство вирусов, паразитирующих на растениях, и некоторые вирусы бактерий (бактериофаги). Вирус табачной мозаики имеет спиральную симметрию, внутри находиться спиральная молекула РНК. Капсид состоит из 2130 одинаковых белковых субъединиц, составляющих вместе с РНК единую целостную структуру — нуклеокапсид.

Бактериофаги- подгруппа вирусов, поражающих бактерии (пожиратели бактерий). Открыты в 1915 г. английским микробиологом Фредериком Туортом. Имеют икосаэдрическую головку (содержащую генетический материал) и хвост, для которого характерна спиральная симметрия . Эти вирусы обитают в кишечнике человека и животных, они функционально полезны, поскольку поражают бактерии. В медицине их применяют для лечения брюшного тифа, холеры.

Рис. 2. Внешнее строение вируса

1 — головка с икосаэдрической симметрией

3 — полый цилиндрический отросток

4 — чехол со спиральной симметрией из сократительных белков

5 — базальная пластина

6 — хвостовые нити

Классификация вирусов строится по виду и форме их нуклеиновой кислоты, типу симметрии, наличию или отсутствию внешней мембраны.

Размножение (репродукция) включает три процесса:

удвоение вирусной нуклеиновой кислоты

синтез вирусных белков

Репликация молекулы ДНК (РНК) внутри пораженной клетки — многоэтапный процесс, который состоит из шести стадий:

Адсорбция — процесс прикрепления вирусных частиц к поверхности клетки.

Инъекция (у бактериофагов) — проникновение вирусной частицы в клетку и введение нуклеиновой кислоты из белкового капсида.

Читать статью  Вредители и болезни комнатных растений

Репликация молекул вирусной нуклеиновой кислоты происходит за счет нуклеотидов, накопленных в клетках хозяина.

Синтез вирусных белков и ферментов происходит на рибосомах клетки.

Сборка вирусных частиц — за счет пораженных вирусных нуклеиновых кислот и вирусных белков.

Сборка вирусных частиц — за счет пораженных вирусных нуклеиновых кислот и вирусных белков.

Лизис — выход вирусных частиц из пораженной клетки. У бактерий сопровождается разрушением (лизисом) клетки.

У животных и человека вирусы вызывают среди прочих такие заболевания, как бешенство, гепатит, грипп, корь, краснуха, оспа, ОРЗ, полиомиелит, энцефалит, СПИД, раковые опухоли.

Возбудитель СПИДа — вирус иммунодефицита человека. Имеет сферическую форму диаметром 100-150 нм. Наружная оболочка вируса состоит из клеточной мембраны клетки-хозяина. В мембрану встроены рецепторные грибовидные образования. Под наружной оболочкой располагается сердцевина вируса с генетическим материалом в виде двух молекул РНК (каждая из девяти генов ВИЧ) и фермента (обратная транскриптаза). Этот фермент катализирует реакцию обратной транскрипции в клетках лимфоцитов. Вирус поражает главным образом Т- хелперы лимфоцитов, на поверхности которых есть рецепторы, способные связываться с поверхностным белком ВИЧ. В таком состоянии он может сохраняться долго, не проявляя себя. Иммунная система организма человека утрачивает свои защитные свойства, и организм перестает бороться с любой инфекцией, раковыми клетками и погибает. Средняя продолжительность жизни инфицированного человека составляет 7-10 лет. Источником заражения служит только человек — носитель вируса иммунодефицита. СПИД передается половым путем, через кровь и ткани, содержащие вирус иммунодефицита, от матери к плоду. У растений вирусы вызывают свои заболевания, например вирус табачной мозаики, желтухи свеклы.

Итак,подводя итог,можно сказать что неклеточные формы жизни очень интересные объекты изучения,хотя и представляют некоторую сложность. Особенности строения,историю открытия и основные гипотезы происхождения,я постаралась раскрыть в данном реферате,в завершение хотелось бы акцентировать внимание на том,какой вклад в развитие науки вносят русские ученые,в частности Дмитрий Иосифович Ивановский.

Вирусы — возбудители болезней животных, растений, а также человека. Подобно другим инфекционным агентам они содержат ге­нетическую информацию в форме последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), реализуют ее с помощью триплетного кода, обладают наследственностью и измен­чивостью, поддаются естественному и искусственному отбору. Но в отличие от других инфекционных агентов вирусы не имеют своего обмена веществ, и поэтому они ничем не питаются, не дышат и ниче­го не выделяют, у них нет белоксинтезирующих и энергообразую­щих систем. Вирусы размножаются только в живых клетках, поэто­му их можно рассматривать как биологические образования, несу­щие генетическую информацию, которую они реализуют только в живых клетках животных и растений [5].

Вирусы, распространяясь в природе, взаимодействуют с животными организмами различного уровня эволюционного развития. Степень взаимоотношения вирусов с различными организмами не одинаковая.

Вирусы и простейшие. В настоящее время нет убедительных данных о размножении вирусов в организме простейших.

Вирусы и членистоногие. Между вирусами семейства тогавириде, пикорновириде, реовириде и рабдовириде с одной стороны и представителями членистоногих с другой стороны существует тесная экологическая связь. Вирусы названных семейств попадают в организм клещей, комаров, москитов, мокрецов, вшей и блох во время их питания кровью больных животных, затем в клетках слюнных желез и кишечной стенки этих насекомых вирусы репродуцируются. Затем в момент укуса другого животного вирусы передаются им. Итак, в порядке позвоночные – членистоногие – позвоночные идет биологический цикл этих вирусов. Один и тот же переносчик может быть носителем нескольких разных вирусов. Для некоторых болезней (клещевой энцефалит, полиомиелит и др.) членистоногие являются основным резервуаром вируса в природе и обусловливают природную очаговость вирусных болезней [3].

Вирусы и птицы. Птицы в силу перелета между континентами, ведения стайного образа жизни и других биологических особенностей играют большую роль в экологии вирусов и других микроорганизмов. Причем, птицы сами, а также и на своих эктопаразитах (клещи, вши и др.) могут быть носителями различных вирусов. Установлена передача через птиц вирусов энцефалита, восточного и западного энцефалита лошадей. По некоторым данным у 73,8% обследованных видов птиц Красноярского края по серологическим тестам обнаружены следы вирусной инфекции, а у 11,7% всех исследованных перелетных птиц Восточной Сибири выделен вирус клещевого энцефалита. У 13-21% водоплавающих птиц регистрирована положительная серологическая реакция к вирусу Омской геморрагической лихорадки.

Большой интерес представляет факт участия птиц в циркуляции вируса гриппа в природе. В 1956 г в Чехословакии во время массовой гибели утят был изолирован вирус гриппа птиц группы А. Этот же вирус позднее был выделен от уток в Англии и от кур в Швейцарии. При серологическом обследовании перелетных птиц в Архангельской области и Приморском крае обнаружено наличие антител к вирусу гриппа у 10-27% особей. Птицы могут передать вирусов через зараженное яйцо (трансовариальная передача) [4].

Вирусы и млекопитающие. Животные, имеющие сельскохозяйственное значение. Углубленное изучение вирусных заболеваний и их этиологии вскрыло поразительную картину многообразия вирусных агентов, способных вызывать различные патологии у сельскохозяйственных животных. Вспышки различных вирусных инфекций проявляются в тесном взаимодействии инфекционных агентов и стрессовых факторов, при чем инфекционные агенты выступают в этой роли в совокупности с другими вирусами или условно-патогенными бактериями. Отдельные виды патологий (врожденные уродства или пороки развития), где роль вирусов не подозревалась, теперь оказались уделом вирусологов. Роль вирусов в перинатальной патологии животных изучена недостаточно, но уже есть какие-то определенные результаты. Например: вирус чумы свиней вызывает мертворождение и мумификацию плода; вирус диареи крупного рогатого скота — гипоплазию мозжечка новорожденных телят и др. [1].

Читать статью  Неинфекционная болезнь

Наряду со значением вирусов, как причины давно известных форм заболевания животных, в последние годы установлена их роль и в возникновении хронических заболеваний. Примерами служат онкорнавирусы — возбудители СПИДа, вирус кори, как причина подострого склерозирующего панэнцефалита. Имеются все основания предполагать, что и при других заболеваниях с неясной этиологией их причиной могут быть вирусы [2].

Жилинская И. Н. «Вопросы общей вирусологии» [Текст] : учеб. пособие по общей вирусологии / И. Н. Жилинская [и др.] ; под ред. О. И. Киселева, И. Н. Жилинской. — СПб. : СПб. ГМА им. И. И. Мечникова, 2007. — 374 с.

Павлович, С.А. Микробиология с вирусологией и иммунологией. [Электронный ресурс] — Электрон. дан. — Минск : «Высшая школа», 2013. — 799 с.

Фирсов, Г.М. Вирусология и биотехнология: учебное пособие. [Электронный ресурс] / Г.М. Фирсов, С.А. Акимова. — Электрон. дан. — Волгоград : Волгоградский ГАУ, 2015. — 232 с.

Симптомы вирусных болезней растений. По характеру проявления симптомы вирусных болезней можно разделить на 5 основных типов: 1. Угнетение роста – может выражаться в общей задержке роста всего растения (желтая карликовость картофеля), в укорачивании междоузлий (метельчатость верхушки картофеля), в угнетении роста главных побегов – при этом происходит усиленное образование боковых побегов (аспермия томата). Угнетение роста – сопутствующий симптом при большинстве вирусных заболеваний. 2. Изменение окраски – наиболее распространенный тип проявления вирусных болезней. Листья приобретают мозаичную расцветку, что вызвано чередованием светло- и темно-зеленых участков различной формы. У цветочных культур может меняться окраска цветков (пестролепестность тюльпана). 3. Деформация органов – происходит из-за неравномерного роста отдельных участков тканей листьев, плодов, цветков. 4. Локальные некрозы – обычно серого, бурого, черно-коричневого цвета, округлой и вытянутой формы, иногда с окаймлением. 5. Нарушение репродуктивных функций растений при вирусных болезнях может проявляться в виде стерильности цветков, бессемянности плодов, опадения цветков и завязей (аспермия томата, бессемянность хризантемы). Изредка симптомами вирусных болезней бывают опухоли и наросты (раневой рак клевера), уплощенность и ямчатость ветвей и стволов (борозчатость древесины яблони). При одном и том же вирусном заболевании на растении обычно проявляется несколько типов симптомов. Симптомы вирусных заболеваний могут изменяться по мере развития патологического процесса.

Распространение вирусов внутри растения. Вирусные частицы перемещаются из клетки в клетку по плазмодесмам, этим же путем транспортируются вирусные нуклеиновые кислоты. При поражении флоэмы вирусные частицы разносятся по всему растению с током питательных веществ (в основном сверху вниз), при этом происходит системное заражение растения. При цветении и плодоношении наблюдается интенсивный приток питательных веществ к генеративным органам, одновременно вирусы распространяются по растению снизу вверх. В меньшей степени возможно распространение вирусов по тканям ксилемы.

Методы диагностики вирусов и вирусных болезней. 1. Визуальная диагностика – наиболее простой, но ненадежный метод. 2. Метод индикаторных растений – основан на использовании тест-растений. Заражение осуществляют механической инокуляцией соком. 3. Серологический метод – широко распространен при диагностике вирусов. 4. Метод электронной микроскопии – дает возможность быстро получить информацию о наличии вирусных частиц в растении. С помощью электронных микроскопов в ультратонких срезах пораженных частей растений можно установить форму, строение и даже размеры вирусов. 5. Метод гель-электрофореза – основан на электрофоретическом разделении предварительно очищенных нуклеиновых кислот вируса (вироида) или его белкового компонента в полиакриламидном геле при силе тока 3 и 6 мА с последующим окрашиванием красителем зон соответственно нуклеиновых кислот или белков. При сравнении высоты полученных окрашенных линий с высотой стандартных зон определяют массу (соответственно и размеры) вирусных структур. 6. Метод ДНК–зондов – основан на принципе комплементарности нуклеиновых кислот. 7. Метод пересадки растений на другой участок прибегают для подтверждения или опровержения вирусной природы заболеваний. Список использованной литературы

1. Защита растений от болезней/под ред. В.А. Шкаликова. – М.: Колос, 2001. – 248 с.

2. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1987. – 368 с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для высш.учеб.заведений).

Вирусные болезни растений: топ — 10 самых опасных вирусов

Большинство вирусов ограничиваются определенным типом хозяина. Некоторые инфицируют бактерии как бактериофаги, тогда как другие простейшие грибы (миковирусы), заражающие растения. Некоторые вирусы, которые передаются между растениями-хозяевами при кормлении насекомых (переносчиков), могут размножаться как внутри своего хозяина, так и вне его.

Вирусы также вызывают много важных болезней растений и являются причиной огромных потерь в производстве и качестве урожая во всех частях света. Инфицированные растения могут проявлять ряд симптомов в зависимости от заболевания, но часто наблюдается пожелтение листьев (или целого листа, или в виде полосок или пятен), искажение листьев (например, скручивание) и / или другие искажения роста (например, задержка роста все растение, аномалии в формировании цветка или плода).

Вирусные болезни растений. Внекорневые подкормки.

Вирусные заболевания растений, Республика Перу

Вирусные болезни томата

В топ-10 вирусов входят следующие:

1) вирус мозаики табака,

2) вирус пятнистости листьев,

3) вирус скручивания листьев,

Источник https://supersoda.ru/virusy/virusy-kak-vozbuditeli-bolezni-rastenij-virusov.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *