Kako rastlinski virusi, viroidi in satelitski virusi povzročajo bolezni
Virus bromovega mozaika (BMV) je majhen rastlinski virus s pozitivno verigo ikozaedrične RNK iz superdružine alfavirusom. Laguna Design/Oxford Scientific/Getty Images
Rastlinski virusi so virusi ki okužijo rastline . Nadzor rastlinskih virusov je po vsem svetu velikega gospodarskega pomena, saj ti virusi povzročajo bolezni, ki uničujejo komercialne pridelke. Tako kot drugi virusi je delec rastlinskega virusa, znan tudi kot virion, izjemno majhen povzročitelj okužbe. V bistvu je a nukleinska kislina (DNK ali RNK), obdano z beljakovinsko ovojnico, imenovano a kapsida .
Virusni genetski material je lahko dvoverižni DNK , dvoverižni RNA , enoverižna DNA ali enoverižna RNA. Večino rastlinskih virusov uvrščamo med virusne delce enoverižne RNA ali dvoverižne RNA. Zelo malo je enoverižnih delcev DNK in nobeden ni dvoverižnih delcev DNK.
Rastlinski virusi in bolezni
Oddelek za patologijo rastlin, Državna univerza Severne Karoline/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' /> Ta fotografija prikazuje liste orhidej s simptomi obročastih peg, ki so posledica seva virusa tobačnega mozaika. Oddelek za patologijo rastlin, Državna univerza Severne Karoline/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0
Rastlina virusi povzročajo različne vrste bolezni, vendar bolezni običajno ne povzročijo smrti rastlin. Vendar pa povzročajo simptome, kot so obročaste pege, razvoj mozaičnega vzorca, porumenelost in popačenje listov ter deformirano rast.
Ime rastlinske bolezni je pogosto povezano s simptomi, ki jih bolezen povzroča pri določeni rastlini. Na primer, zvijanje listov papaje in zvijanje listov krompirja sta bolezni, ki povzročata posebne vrste list popačenje. Nekateri rastlinski virusi niso omejeni na enega določenega rastlinskega gostitelja, ampak lahko okužijo različne sorte rastlin. Na primer, rastline, kot so paradižnik, paprika, kumare in tobak, so lahko okužene z virusi mozaika. Virus bromovega mozaika običajno okuži trave, žita in bambus.
Prenos rastlinskega virusa
Scott Bauer/Agricultural Research Service USDA/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0 ' id='mntl-sc-block-image_2-0-5' />
Ta zelena breskova listna uš (Myzus persicae) je pomemben prenašalec virusa slivovih koz. Scott Bauer/Agricultural Research Service USDA/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0
Rastlinske celice so evkariontske celice ki so podobni živalske celice . Rastlinske celice pa imajo a celične stene ki je virusom skoraj nemogoče vdreti, da bi povzročili okužbo. Posledično se rastlinski virusi običajno širijo z dvema običajnima mehanizmoma: horizontalnim prenosom in vertikalnim prenosom.
- Horizontalni prenos
Pri tej vrsti prenosa se rastlinski virus prenaša kot posledica zunanjega vira. Da lahko virus 'vdre' v rastlino, mora prodreti skozi zunanji zaščitni sloj rastline. Rastline, ki jih je poškodovalo vreme, obrezovanje ali rastlinski prenašalci ( bakterije , glive , nematode in žuželke) so običajno bolj dovzetni za virus. Horizontalni prenos poteka tudi z nekaterimi umetnimi metodami vegetativnega razmnoževanja, ki jih običajno uporabljajo vrtnarji in kmetje. Rezanje in cepljenje rastlin sta pogosta načina prenosa rastlinskih virusov. - Vertikalni prenos
Pri vertikalnem prenosu se virus podeduje od starša. Ta vrsta prenosa se pojavi pri obeh nespolno in spolno razmnoževanje . Pri nespolnih reproduktivnih metodah, kot je vegetativno razmnoževanje, se potomci razvijejo iz ene same rastline in so genetsko identični njej. Ko se nove rastline razvijejo iz stebel, korenin, čebulic itd. matične rastline, se virus se prenaša skupaj z razvojem rastlina . Pri spolnem razmnoževanju se virusni prenos pojavi kot posledica okužbe s semeni.
V večini primerov znanstvenikom ni uspelo najti zdravil za rastlinske viruse, zato so se osredotočili na zmanjšanje pojavljanja in prenosa virusov. Virusi niso edini rastlinski patogeni. Infektivni delci, znani kot viroidi in satelitski virusi, povzročajo tudi številne bolezni rastlin.
Rastlinski viroidi
Evropska in sredozemska organizacija za varstvo rastlin/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0' id='mntl-sc-block-image_2-0-10' /> Krompirjevi gomolji na levi strani so okuženi z viroidom krompirjevega vretenastega gomolja. Zmanjšana velikost in donos teh gomoljev sta vidna v primerjavi z zdravimi gomolji na desni. Evropska in sredozemska organizacija za varstvo rastlin/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0
Viroidi so izredno majhni rastlinski patogeni, sestavljeni iz drobnih enoverižnih molekul RNA, običajno dolgih le nekaj sto nukleotidov. Za razliko od virusov nimajo beljakovinske kapside, ki bi zaščitila njihov genetski material pred poškodbami. Viroidi ne kodirajo beljakovine in so običajno okrogle oblike. Menijo, da viroidi motijo presnovo rastline, kar vodi v nerazvitost. Motijo proizvodnjo rastlinskih beljakovin s prekinitvijo transkripcije v gostiteljskih celicah.
Transkripcija je proces, ki vključuje prepisovanje genetskih informacij iz DNK v RNK. Prepisano sporočilo DNK se uporablja za proizvodnjo beljakovin. Viroidi povzročajo številne rastlinske bolezni, ki resno vplivajo na pridelavo pridelka. Nekateri pogosti rastlinski viroidi vključujejo viroid krompirjevega vretenastega gomolja, viroid latentnega mozaika breskve, viroid sončne pege avokada in viroid hruškovega mehurja.
Satelitski virusi
Mehau Kulyk/Knjižnica znanstvenih fotografij/Getty Images' id='mntl-sc-block-image_2-0-14' /> To je računalniški model satelitskega virusa nekroze tobaka. Mehau Kulyk/Knjižnica znanstvenih fotografij/Getty Images
Satelitski virusi so kužni delci, ki lahko okužijo bakterije, rastline, glive in živali. Kodirajo svojo lastno beljakovinsko kapsido, vendar se za razmnoževanje zanašajo na pomožni virus. Satelitski virusi povzročajo rastlinske bolezni tako, da motijo določeno rastlino gen dejavnost. V nekaterih primerih je razvoj bolezni rastlin odvisen od prisotnosti virusa pomočnika in njegovega satelita. Medtem ko satelitski virusi spremenijo nalezljive simptome, ki jih povzroča njihov pomožni virus, ne vplivajo na replikacijo virusa v pomožnem virusu ali jo motijo.
Nadzor rastlinskih virusnih bolezni
William M. Brown Jr./Bugwood.org/CC BY-NC 3.0' id='mntl-sc-block-image_2-0-17' /> Ti plodovi paradižnika kažejo simptome virusa uvelosti paradižnika (TSWV). William M. Brown Jr./Bugwood.org/CC BY-NC 3.0
Trenutno ni zdravila za rastlinsko virusno bolezen. To pomeni, da je treba vse okužene rastline zaradi strahu pred širjenjem bolezni uničiti. Najboljše metode, ki se uporabljajo za boj proti rastlinskim virusnim boleznim, so usmerjene v preventivo. Te metode vključujejo zagotavljanje, da so semena brez virusov, nadzor potencialnih vektorjev virusa s pripravki za zatiranje škodljivcev in zagotavljanje, da metode sajenja ali spravila ne spodbujajo virusne okužbe.
Ključni zaključki o rastlinskih virusih
- Rastlinski virusi so delci RNK ali DNK, ki okužijo rastline in povzročijo bolezni.
- Večina rastlinskih virusov je virusov z enoverižno RNA ali dvoverižno RNA.
- Pogosti rastlinski virusi vključujejo mozaične viruse, viruse pegastega venenja in viruse zvijanja listov.
- Rastlinski virusi se običajno širijo s horizontalnim ali vertikalnim prenosom.
- Viroidi so enoverižne molekule RNK, ki povzročajo rastlinske bolezni, ki vodijo v nerazvitost.
- Satelitski virusi so izredno majhni nalezljivi delci, ki se za razmnoževanje in povzročanje bolezni rastlin zanašajo na virus pomočnik.
- Za rastlinske virusne bolezni ni zdravila; zato ostaja v središču nadzora preprečevanje.