Опасные вирусы косточковых

Опубликовано dimone в Втр, 02/20/2018 - 12:45
Опасные вирусы косточковых
Неповирус скручивания листьев черешни (ВСЛЧ, Cherry leafroll virus (CLRV, семья Comoviridae, род Nepovirus) впервые обнаружили 1955 в Англии в насаждениях черешни. Он получил название по типу основного видимого повреждения, которое вызывал инфицированным растениям черешни. Уже тогда наблюдали, что распространение этого вируса несет саду существенные убытки, ведь инфицированные дерева снижали урожайность. В конце 1990-х годов вирус нанес большой вред насаждениям черешни в штате Вашингтон в США. Эпидемию преодолели, уничтожив инфекционные дерева. Ученые тогда заметили значительное усиление вредности ВСЛЧ при его сочетании с иларвируснимы инфекциями - вирусом некротической кольцевой пятнистости (ВНКП) и вирусом карликовости сливы (ВКС). При моноинфекции отмирание деревьев черешни было постепенным и длилось 7-10 лет, при комплексном инфицировании вирусами растения погибали уже в течение 4-5 лет.
Научная классификация объединила различные вирусы в род Nepovirus за их способность передаваться нематодами. Но в отличие от остальных представителей этого таксона, ВСЛЧ таким образом не передается, хотя в начале 1980-х годов считали, что его векторными переносчиками могут быть нематоды Xiphinema spp. И Longidorus spp. На сегодня этот способ трансмиссии ВСЛЧ не является подтвержденным. Зато, вирус скручивания листьев черешни чрезвычайно эффективно передается пыльцой. О том, что вирусы растений могут передаваться с пыльцой, известно еще с 1940-х годов. Сейчас в перечне патогенов с таким механизмом распространения более 50 вирусов. Неповирусы и иларвирусы - две группы, в которых распространение происходит преимущественно следующим образом. От материнской к дочерней растения ВСЛЧ передается как через инфицированные семена (вертикальная трансмиссия), так и с пыльцой, от инфицированного к здоровому дерева - пыльца является носителем вируса (горизонтальная трансмиссия).
Пчела переносит нагруженную вирусом пыльцу, а насекомые, которые питаются цветками, например западный цветочный трипс, повреждают растительные ткани. Места повреждений являются в том числе и площадками для проникновения вирусов в растение. Потенциально трипс может быть векторным организмом для ВСЛЧ при распространение инфекции вместе с пыльцой. Так, эксперимент в теплице показал, что трипсы переносили ВСЛЧ с инфицированной пыльцы черешни на растение Chenopodium quinoa. Этот вирус также найдено в клопах Kleidocerys resedae, но роль этих насекомых в переносе ВСЛЧ еще не выяснена и требует детального изучения.
Геном ВСЛЧ двухкомпонентный. В его составе 1-цепная РНК-1 и положительно ориентированная РНК-2, длиной 8,2 и 6,8 тпн соответственно. Каждый из составляющих инкапсулированных в изометрической капсиды. Инфективнисть ВСЛЧ приводит активность обеих частиц. Инфицирования растительных клеток происходит за счет пролиферации (разрастания) мембраны и образования цитоплазматических инклюзивных телец, в которых находятся мембранные везикулы. Клеткам, которые инфицированные этим вирусом, присущие особые трубчатые структуры, образованные из вирусных частиц. Структуры расположены у клеточных стенок.
На сегодня известно несколько штаммов этого вируса. Серологический и молекулярно-генетический анализ многочисленных изолятов вируса, выделенных из его древесных и травянистых хозяев в разных географических регионах показал, что полиморфизм изолятов зависит прежде всего от вида-хозяина, а не от региона происхождения растения. Обычно выделенные от одного хозяина изоляты есть серологически идентичны, но у них может быть разная степень болезнетворности при инфицировании как природных, так и экспериментальных хозяев. Варианты вируса, выделенные от различных природных хозяев, различаются уровнем реактивности.
Удаление инфицированных деревьев и их замена на здоровые - один из основных способов борьбы с вирусом в культурных насаждениях. Впрочем, это не предотвращает распространение инфекции на 100%. Так, в Северной Америке, в штате Вашингтон, в промышленных садах черешни заново инфицированные дерева проявляли ежегодно, и это несмотря на своевременное удаление растений, которые имели визуальные признаки болезни или в которых присутствие вируса подтверждалась путем иммуноферментного анализа.
Сегодня распространение вируса подтверждено в Европе, Северной Америке, Чили, Перу, Новой Зеландии, Австралии, Китае и Японии на многих дикорастущих и культурных, древесных и травянистых видах растений.
В перечне природных хозяев этого вируса - виды, относящиеся к 36 семей. Наиболее известны изоляты ВСЛЧ из черешни, вяза, ревеня, бузины, кизила, березы, малины, ежевики и грецкого ореха.
Поражения грецкого ореха
Поражение грецкого ореха болезнью черная линия, впервые описали в 1933 году, но с вирусом скручивания листьев черешни ее связали позже, в 1980-х годах. Поскольку пыльца грецкого ореха распространяется ветром, достаточно вероятным является его перенос на длинные дистанции. Болезнь, которая сначала поразила насаждения на побережье близ Сан-Франциско, таким образом, быстро добралась садов центральной Калифорнии: в течение 60-70 лет она от первичного очага инфицирования передвинулась на расстояние около 320 км.
Болезнь черная линия провоцирует в ореха несовместимость сорта и подвоя и, как следствие, дефицит питательных веществ. Черная линия поражает только ореховые деревья на вегетативных (клоновых) подвоях. Использование таких подвоев - общая практика в интенсивных насаждениях грецкого ореха в Северной Америке, позже она пришла и в Европу. Ее применяют, потому что это позволяет избежать больших убытков, ореховым садам наносит фитофтороз. Чаще всего используют клонов подвоя, относящихся к секции черного ореха (Rhysocaryon): черный орех (J. hindsii), гибрид Парадокс (J.hindsiixJ.regia) и французский гибрид (J.regiax J.Major или J. regia). Выращивание грецкого ореха на клоновых подвоях повышает у деревьев силу роста и обеспечивает им высокую производительность и устойчивость к болезням, которые передаются через почву, в частности к Phytophthora spp.
Но оказалось, что деревья грецкого ореха на черном орехе и гибридных подвоях чувствительны к вирусу скручивания листьев черешни. Повреждения, вызванные этим вирусом на привитых деревьях, похожие на те, которые вызывает Phytophthora уравнительного резервуара. К ВСЛЧ чувствительны все сорта грецкого ореха, но корнесобственной растения, и те, которые привиты на сеянцах грецкого ореха, остаются без симптомов поражения.
Признаки поражения
Первыми проявлениями поражения ВСЛЧ деревьев ореха (болезнь черная линия) является задержка роста, пожелтение листьев и преждевременная дефолиация, особенно на верховых ветвях. Позже начинают отмирать верхушечные побеги, в приствольной зоне образуется корневая поросль. Последнее более характерно черному ореху. Черная линия проявляется как некроз проводящих тканей в месте прививки. Это прекращает транспорт питательных веществ и воды между подвоем и сортом (привоем). Благодаря сверхчувствительной реакции клоновых подвоев ВСЛЧ в их ткани не попадает и остается в привое (кроне). Некроз развивается постепенно, в течение нескольких лет, образуя пояс, охватывающий ствол. Некротическая линия варьирует по длине в зависимости от этапа развития болезни. На инициальной стадии длина некротического участка обычно достигает 2-4 см. Разрастание некротической линии продолжается до полного отмирания дерева. Деревья могут инфицироваться в любом возрасте, но чаще всего это происходит в возрасте 15-40 лет. Сорта грецкого ореха чувствительны к этому вирусу в разной степени, поэтому скорость его распространения внутри растения зависит еще и от сорта. В общем, латентный период может длиться 10-15 лет.
Поскольку вирус очень медленно распространяется в растении и болезнь имеет длительный латентный период, есть основания полагать, что поражение ореха болезнью черной линии, наблюдаемое в ранние 1930-е годы в Калифорнии, произошло значительно раньше, чем патология себя проявила.
На скорость инфекционного процесса влияет сортоподвойная комбинация. Подвой Парадокс и черный орех этим вирус не инфицируются, даже при инокуляции концентрированной вирусной суспензией. Итак, явление черной линии (некроз) заключается в гиперчувствительной реакции подвоев на миграцию вируса в их здоровые ткани. Некроз (прослойка погибших клеток) предотвращает проникновение вируса в ткани подвоя. Даже в отмершем растении, погибает от болезни черной линии, вирус в подвое не диагностируется.
Полевая диагностика
Как выявить болезнь черной линии в насаждениях грецкого ореха?
Поскольку она имеет длительный латентный период, до появления основного признака - некротизации в месте прививки, от момента инфицирования может пройти несколько лет. Поэтому визуальные обследования не гарантируют обнаружения болезни, как следствие потенциал распространения вируса легко недооценить. Точно диагностировать черную линию на основе визуальных признаков можно только на терминальных (конечных) стадиях. Впрочем, такая диагностика тоже нужна. Для этого тщательно изучают место прививки. Деревья с черной линией обычно имеют небольшие отверствия и трещины в коре на границе между подвоем и сортом. Если на этой линии удалить кусочек коры, то между сортом и подвоем можно заметить узкую черную полоску мертвой ткани. На подвое Парадокс кроме этого можно наблюдать другие проявления гиперчувствительной реакции, в частности опухолевые образования, напоминающие проявления фитофтороза. Для определения стадии болезни следует проверить несколько мест на коре, опоясывает ствол на уровне пораженного участка. Длина черной линии пропорциональна стадии болезни: замкнутый круг образуется лишь на поздних стадиях.
Отбор проб для анализа
Вирус медленно распространяется внутри растения, распространение может быть не системным: в вертикальном направлении скорость движения опережает латеральную. Отбирая растительный материал для тестирования, это следует учитывать и брать ткани на пробу по всему периметру кроны, по крайней мере с четырех сторон. Листья исследованиям берут с однолетних ветвей внутри кроны. Делая отбор растительного материала с поверхности кроны, следует избегать, поскольку прямой солнечный свет может действовать термотерапевтический и тем снижать концентрацию вируса в растительных тканях. Неправильно отобраны пробы, могут привести к ошибочным результатам тестирования и не показать наличие поражения или его степень.
Лабораторное исследование
Выявить вирус можно методом биотестов с помощью иммуноферментного анализа (ИФА) и полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (зтПЛР). Первый метод требует больших затрат времени, применяется исключительно для растений, полученных в тепличных условиях и во многих повторениях и имеет ограничения, связанные с несистемной локализации вируса в растении. Основными травянистыми индикаторными растениями для ВСЛЧ является С. атагапиисоиог, C. Amaranticolor, C. Murale, Cucumis sativus, Nicotiana clevelandii, N.benthamiana, Petunia hybrida и Phaseolus vulgaris  в которых вирус вызывает яркую симптоматику, преимущественно хлоротичные и некротические пятна на листе.
На сегодня наиболее надежным методом для скринингового анализа на выявление этого вируса является метод иммуноферментного анализа (ИФА). Благодаря высокой пропускной способности, высокому уровню стандартизации и чувствительности, а также экономичности и доступности, он разумным выбором для проверки насаждений и поддержки в них стандартов фитовирусологического статуса. Метод зтПЛР более чувствителен, чем ИФА, но значительно дороже. Обычно его применяют при отборе свободных от вирусной инфекции маточных растений.
Профилактика
Как предотвратить распространение ВСЛЧ в насаждении грецкого ореха? Первое условие - закладка насаждений здоровым посадочным материалом. Использование для создания саженцев грецкого ореха здоровых растений-доноров вегетативного и семенного материала должно стать императивом в ореховодстве.
Своевременно, на ранних этапах, выявить болезнь можно только лабораторными методами. Если у растения подтвержден вирус-инфицированный статус, лучший способ решения проблемы - убрать это растение по насаждению и заменить ее на здоровое. Клоновые подвои не могут поражаться этим вирусом, поэтому их можно повторно использовать для прививки здоровым материалом. Необходимо только хорошо зачистить их на месте предыдущей прививки.
Контроль опыления
При закладке коммерческих насаждений желательно отдавать предпочтение сортам, в которых сроки цветения тычиночных и маточных растений не совпадают. Тогда понадобится проверить на наличие вируса только деревья сортов-опылителей, расположение которых должно учитывать направление ветра в конкретной местности.
Изучение динамики опыления в насаждениях ореха, выполненное в Калифорнии с применением методов микросателитного анализа, показало, что родительскими формами плодов были преимущественно деревья-опылители, расположенные в саду с ветренной стороны. Кроме этого, было обнаружено, что среди общего количества зрелых плодов, доля полученных в результате опыления пыльцой отдаленных деревьев, была намного выше, чем ожидалось. Эти деревья-опылители был расположенны на расстоянии 1 км от экспериментального насаждения с ветренной стороны. В то же время деревья сортов-опылителей, которые были расположены на краю насаждения с подветренной стороны, почти не участвовали в опылении деревьев сортов-реципиентов. Итак, грамотное расположение в ореховом саду проверенных на отсутствие вирусной инфекции сортов-опылителей является одним из важных технологических приемов, предотвращает быстрое распространение ВСЛЧ. Кроме этого, при проектировании насаждения необходимо учитывать розу ветров в локальности и наличие возможных источников инфицирование пыльцы по соседству, в культурных или в естественных популяциях растений, которые также являются хозяевами этого вируса.
Правила обрезки
Обрезка деревьев тоже грозит инокуляцией вируса. Поэтому ее выполняют с применением обеззараживающих растворов для садовых ножей и ножниц. Известно, что после инокуляции здорового растения инфицированным материалом от больного растения, то есть при механическом способе переноса, в зависимости от сорта, вирус за год преодолевает 5-80 см вверх и вниз от места механической инокуляции.
Распространение с водой
Нельзя исключать распространение ВСЛЧ в экосистемах через воду. Поэтому использование воды из открытых водоемов для орошения тоже несет определенные риски переноса вируса. В нашем отделе при выполнении работ с микроклонированием и хемотерапевтическим оздоровлением подвоев черешни от этого вируса было показано, что на этапах корнеобразования в культуральной среде есть вероятность перезаражение растений в одном культивационном сосуде.
Сюрпризы
Вирус скручивания листьев черешни не перестает приносить новые сюрпризы - недавно в Новой Зеландии впервые в мире его идентифицировали на яблоне, в частности в сорта Ройял Гала на подвое ММ106. На инфицированных деревьях наблюдали деформацию листьев и некротическую пятнистость. Филогенетический анализ геномных участков выделенных яблочных  изолятов ВСЛЧ показал их генетическое родство на 92,4-99,4% с новозеландскими изолятами этого вируса, выделенными из Rubus idaeus (малина) и Hydrangea macophylla (гортензия), что прямо указывает на пути интродукции этого изолята.
На самой малине этот вирус по нормам Европейской организации защиты растений считается карантинным благодаря его высокой агрессивности и скорости распространения. Поэтому сейчас, в век глобализации, следует быть особенно бдительным при выборе посадочного материала любой культуры и источников вирусного инокулюма в местах закладки насаждений.Экструдеры пластмасс