Вирус картофельной швабры - Википедия - Potato mop-top virus

Вирус картофельной швабры
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Область:Рибовирия
Королевство:Орторнавиры
Тип:Kitrinoviricota
Учебный класс:Alsuviricetes
Заказ:Мартелливиралес
Семья:Virgaviridae
Род:Помовирус
Разновидность:
Вирус картофельной швабры

Вирус мопса картофеля (PMTV) это растение патогенный вирус передается через вектор Spongospora subterranea что влияет на картофель. PMTV принадлежит к семейству Virgaviridae[1], и является типовым членом рода Помовирус (Потато месp-top вирус)[2]. Впервые вирус был идентифицирован в 1966 году Калвертом и Харрисоном в Великобритании.[3], и в настоящее время регистрируется во многих других регионах выращивания картофеля, включая США, Канаду, Китай, Пакистан, Японию, страны Южной Америки и многие части Европы.[4]. Было обнаружено, что многие системы управления заболеваниями неэффективны против вируса, хотя сочетание санитарии и векторные элементы управления вроде работает хорошо.

Хозяева и симптомы

Мякоть клубня

Как следует из названия, основным хозяином является картофель; однако этот вирус также поражает некоторые обычные овощные растения и сорняки. Некоторые из них включают помидоры, паслен черный, ягнят и молотую вишню.[5] Основными хозяевами вируса швабры картофеля являются растения Пасленовые и Chenopodiaceae.[6] Картофель, инфицированный PMTV, обычно имеет внутри полые некротические пятна.[7] Этот вирус проявляет разные симптомы в Европе; например, у инфицированных растений обычно появляются темно-коричневые некротические дуги, которые обесцвечивают мякоть клубня (эти симптомы очень похожи на симптомы, вызванные вирус мозаики люцерны ).[5] Растения, не проявляющие симптомов PMTV, как правило, дают большее количество инфицированных клубней, если они получены от растений, у которых в прошлом году проявились симптомы со стороны листьев.[8]

Цикл болезни

В споры Этот переносчик PMTV может жить в почве до 18 лет, что дает вирусу длительный период выживания. Критический период заражения S. subterranea и, следовательно, PMTV находится на более ранней стадии цикла роста картофеля, во время столон формирование и клубень набор, который длится 3–4 недели.[9] Цикл болезни PMTV начинается с того, что вирус проникает в клетку растения-хозяина и разбирает ее капсид выпустить вирусный РНК в камеру.[10] Как помовирус, PMTV использует оборудование основного завода для репликация и перевод которые оба следуют моделям РНК с положительной цепью. После того, как реплики вирусной РНК и белков капсида сделаны в цитозоль, вирус снова собирается и покидает клетку, чтобы заразить другие клетки. Потому что это направлено протист, он обычно появляется в более прохладное и влажное время года.

Было обнаружено, что встречающийся в природе вирус оказывает системное воздействие на Nicotiana benthamiana. Однако, когда ген TRIPLE GENE BLOCK1 (TGB1), который представляет собой белок фактора движения, был заглушен, системное движение вируса было затруднено.[11] Вирус перемещается через ксилема заражать растения системно, но также может распространяться локально через перемещение от клетки к клетке. У растений-хозяев инфицированные ткани включают как листья, так и цитоплазму.[12] Было показано, что семена, инфицированные PMTV, высаживаются, они лишь частично заражают следующие поколения растений, показывая, что его вектор, S. subterranea очень важен для передачи.[9]

Potato Mop Top вирус

Среда

Вектор для PMTV, S. subterranea, это слизь известно, что он вызывает заболевание мучнистой паршой, которая способствует влажным и влажным условиям, особенно в плохо дренированной почве.[13] На самом деле, это заболевание не часто встречается в районах, где выпадает менее 30 дюймов дождя в год. Вероятность возникновения болезни увеличивается в районах, где выпадает более 45 дюймов осадков в год. Такая влажная среда помогает облегчить вектор зооспора движение к очагам заражения (корни и клубни ). Считается, что при постепенном высыхании высокой влажности почвы развитие болезни парши увеличивается, поскольку это увеличивает прорастание зооспор. S. subterranea предпочитает более кислую почву с pH от 4,7 до 7,6. S. subterranea растет в умеренных условиях, от 52 до 75 градусов по Фаренгейту, при оптимальной температуре для заражения переносчиком 60 градусов.[14]

Некоторые методы ведения сельского хозяйства также могут способствовать развитию болезней. Например, увеличение использования нитрат или же аммонийный азот содержащие удобрения увеличивает заболеваемость и тяжесть болезни порошковой парши, вызванной переносчиком PMTV S. subterranea .[15] Это может быть связано с тем, что удобрение ускоряет рост корней, что дает больший объем ткани, которая может быть инфицирована.

Управление

Химические обработки для полевого применения против вирусов в настоящее время недоступны. Это особенно верно в отношении картофеля, потому что, будучи зараженным вирусом, он останется инфицированным до конца своей жизни. Таким образом, профилактические методы - более жизнеспособные варианты. Сюда входят такие методы, как резистентность, борьба с переносчиками болезней и санитария сельскохозяйственных культур.[16]

Выращивание устойчивости или создание растений, которые генетически устойчивы к патогенным инфекциям, - еще один изучаемый вариант. Было доказано, что создание устойчивых к переносчикам растений растений для PMTV в значительной степени неэффективно. Это потому, что растениям нужен иммунитет к S. subterranea в его клубни, корни и столоны чтобы полностью противостоять заражению вектор и вирус. Однако на сегодняшний день картофель выращивают с устойчивыми клубнями, но с уязвимыми корнями. Хотя селекция на устойчивость еще не принесла преимуществ для коммерчески доступных разновидностей PMTV, в текущих исследованиях были получены некоторые многообещающие результаты. В настоящее время доступны несколько частично устойчивых сортов товарных культур.[15] Примером может служить NY99, линия разведения, показавшая низкий заболеваемость клубней, инфицированных PMTV. Резистентное размножение, в случае успеха, предотвратит запуск вируса. патогенез.[16]

Управление переносчиками болезней концентрирует свои усилия на снижении уровня S. subterranea в почве как способ борьбы с вирусом. Обработка почвы, например фунгициды содержащий флуазинам, было показано, что они частично эффективны при сокращении числа жизнеспособных S. subterranea споры доступны для прорастания зооспоры.[5] Еще одна форма управления переносчиками севообороты с брассики и дурман (сорняк). Вращение с этими растениями показало низкий уровень S. subterranea в почве.[14]

Надлежащая санитария урожая достигается посадкой сертифицированного семенного картофеля. Чрезвычайно важно, чтобы этот семенной картофель поступал из производственных зон, которые ранее не контактировали ни с переносчиком, ни с самим вирусом. Дальнейшее снижение риска может быть достигнуто за счет надлежащей дезинфекции всего оборудования, которое контактировало с почвой и растительными остатками.[5]

Важность

PMTV - относительно новое открытие, о котором впервые сообщили в Великобритании в 1966 году, а затем в США в 2002 году.[14] В вектор S. subterranea, тем не менее, существует уже более 150 лет и впервые был обнаружен в Германии в 1841 году. Впервые он был обнаружен в США в 1913 году.

PMTV может привести к очень значительной потере урожая картофеля. Например, исследование шотландского семенного картофеля показало снижение урожайности на 67%.[13] Вирус также вызывает опрыскивание и некроз во плоти клубни. Эти симптомы в основном являются морфологическими дефектами, из-за которых получается неэстетичный картофель, который подвергается коммерческой браке со стороны переработчиков и упаковщиков. Если картофель, экспортируемый в другие страны, окажется инфицированным, это может отрицательно сказаться на торговле сельскохозяйственной продукцией. Например, штат Мэн был помещен на карантин из-за недавних вспышек болезни.[13] Помимо экономических потерь, наличие PMTV также может негативно повлиять на репутацию страны (или региона, штата или фермы) для других экспортных товаров.

Геном

PMTV - это (+) оцРНК вирус с трехчастным геномом. Самый длинный сегмент PMTV, RNA-rep, кодирует РНК-зависимую РНК-полимеразу и субъединицы репликазы.[17]. Второй сегмент, РНК-CP кодирует вирус белок оболочки (CP), и CP-RT или минорный CP, который производится трансляционным считыванием стоп-кодона CP[18]. Третий сегмент, RNA-TGB, кодирует тройной блок генов белки движения, ТГБ1, ТГБ2, ТГБ3[19]и белок 8K, который является вирусным супрессором Подавление РНК[20].

Патогенез

В вектор для PMTV - это протист, S. subterranea.[21] В качестве S. subterranea поражает корни картофеля, вирус получает доступ к клеткам корня и начинает свое обитание в растении. Взяв под контроль клеточный аппарат клетки, вирус может размножаться. Затем вирус распространяется на другие клетки картофеля и распространяется по растению системно. Системному перемещению PMTV в значительной степени способствует белок под названием TRIPLE GENE BLOCK1 (TGB1), который имеет внутренний домен, стимулирующий транспортировку вируса к соседним клеткам, и N-концевой домен, используемый для дальних (системных) путешествий. Этот N-концевой домен TGB1 показал некоторые перспективы в качестве мишени для ограничения системной инфекции патогена в N. benthamiana, поскольку системная инфекция требует взаимодействия между молекулой, называемой importin-a внутри растения-хозяина и в N-концевом домене.[11] Из трех положительный смысл Молекулы РНК, используемые PMTV, считается, что они кодируют фактор вирулентности белок. Две другие молекулы кодируют полимераза и белок оболочки и то, и другое необходимо для выживания вируса. РНК-TGB - это ген с 4 открытые рамки для чтения (ORF); первые три перекрывающиеся рамки считывания образуют область, называемую тройным генным блоком. Этот блок с 3 рамками кодирует основные белки факторов движения, которые способствуют перемещению от клетки к клетке. Четвертый код ORF для другого цистеин -богатый белок, который увеличивает вирулентность и есть некоторые Подавление РНК подавляющая активность.[22]

Рекомендации

  1. ^ Адамс MJ, Антонив JF, Kreuze J (2009-10-28). «Virgaviridae: новое семейство палочковидных вирусов растений». Архив вирусологии. 154 (12): 1967–72. Дои:10.1007 / s00705-009-0506-6. PMID  19862474.
  2. ^ «Род: Pomovirus - Virgaviridae - РНК-вирусы с положительным смыслом - Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV)». Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV). Получено 2018-06-14.
  3. ^ Калверт Э.Л., Харрисон Б.Д. (сентябрь 1966 г.). "Картофельная швабра, почвенный вирус". Патология растений. 15 (3): 134–139. Дои:10.1111 / j.1365-3059.1966.tb00333.x. ISSN  0032-0862.
  4. ^ Бух У (2013). Распространение и разнообразие вируса швабры картофеля в Швеции. Sveriges lantbruksuniversitet. Institutionen för växtbiologi och skogsgenetik. Упсала: кафедра биологии растений и лесной генетики Шведского университета сельскохозяйственных наук. ISBN  9789157678935. OCLC  940749818.
  5. ^ а б c d "Информационный бюллетень обследования вредителей в Висконсине: вирус Topato Mop" (PDF). Департамент сельского хозяйства, торговли и защиты потребителей Висконсина.
  6. ^ Робинсон, Энди. «Вирусы клубней картофеля: управление шваброй» (PDF).
  7. ^ Маллик I, Гудместад Северная Каролина (2014-10-10). «Первый отчет о вирусе картофельной швабры, вызывающем некроз клубней картофеля в Колорадо и Нью-Мексико». Болезнь растений. 99 (1): 164. Дои:10.1094 / PDIS-08-14-0819-PDN. ISSN  0191-2917. PMID  30699762.
  8. ^ Карнеги С.Ф., Кэмерон А.М., Маккрит М. (05.06.2010). «Внекорневые симптомы, вызванные вирусом швабры картофеля на растениях картофеля во время вегетативного размножения в Шотландии, и их связь с урожайностью клубней, опрыскиванием и заражением клубней». Картофельные исследования. 53 (2): 83–93. Дои:10.1007 / s11540-010-9153-2. ISSN  0014-3065. S2CID  25557894.
  9. ^ а б Управление правительства Канады, Канадское агентство по надзору за продуктами питания, Наука о здоровье растений (2012-01-25). "Вирус швабры картофеля (PMTV) - Информационный бюллетень". www.inspection.gc.ca. Получено 2015-11-11.
  10. ^ Агриос, Джордж (2005). Патология растений. Амстердам: Elsevier Academic.
  11. ^ а б Луховицкая, Нина Ивановна; Cowan, Graham H .; Vetukuri, Ramesh R .; Тилснер, Йенс; Торранс, Лесли; Савенков, Евгений И. (2015). «Импортин-α-опосредованная ядерная локализация вируса трясины картофеля ТРОЙНОЙ ГЕННЫЙ БЛОК1 (TGB1) белок способствует системному перемещению вируса, тогда как самовзаимодействие TGB1 требуется для перемещения от клетки к клетке у Nicotiana benthamiana». Физиология растений. 167 (3): 738–752. Дои:10.1104 / pp.114.254938. ЧВК  4348779. PMID  25576325.
  12. ^ "Бюллетень № 2437, Вирус Potato Mop-Top (PMTV)". umaine.edu. Университет штата Мэн: совместные публикации по расширению. Получено 2015-11-11.
  13. ^ а б c Дэйви Т. (2009). «Важность вируса швабры картофеля (PMTV) в семенном картофеле Шотландии». Британский картофельный совет.
  14. ^ а б c "Бюллетень № 2437, Вирус Potato Mop-Top (PMTV) | Совместные публикации | Университет штата Мэн". umaine.edu. Получено 2015-10-22.
  15. ^ а б Шах Ф.А., Фаллун Р.Э., Батлер Р.К., Листер Р.А., Томас С.М., Куртин Д. (17.09.2014). «Агрономические факторы влияют на мучнистую паршу картофеля и количество ДНК Spongospora subterranea в почве». Австралазийская патология растений. 43 (6): 679–689. Дои:10.1007 / s13313-014-0317-4. HDL:10182/10430. ISSN  0815-3191. S2CID  18388456.
  16. ^ а б Бух У (2013). «Распространение и разнообразие вируса швабры картофеля в Швеции». Acta Universitatis Agriculturae Sueciae.
  17. ^ Савенков Е.И., Сандгрен М., Валконен Дж.П. (октябрь 1999 г.). «Полная последовательность РНК 1 и наличие тРНК-подобных структур во всех РНК вируса« Potato mop-top », род Pomovirus». Журнал общей вирусологии. 80 (Pt 10) (10): 2779–84. Дои:10.1099/0022-1317-80-10-2779. PMID  10573175.
  18. ^ Кашивадзаки С., Скотт К.П., Риви Б., Харрисон Б.Д. (январь 1995 г.). «Анализ последовательности и содержание генов РНК 3 вируса швабры картофеля: еще одно доказательство гетерогенности в геномной организации фуровирусов». Вирусология. 206 (1): 701–6. Дои:10.1016 / S0042-6822 (95) 80092-1. PMID  7831829.
  19. ^ Скотт К.П., Кашивадзаки С., Риви Б., Харрисон Б.Д. (декабрь 1994 г.). «Нуклеотидная последовательность РНК 2 вируса швабры картофеля: новый тип организации генома для фуровируса». Журнал общей вирусологии. 75 (Pt 12) (12): 3561–8. Дои:10.1099/0022-1317-75-12-3561. PMID  7996148.
  20. ^ Луховицкая Н.И., Тадури С., Гарушянц С.К., Торранс Л., Савенков Е.И. (июнь 2013 г.). «Расшифровка механизма биогенеза дефектной интерферирующей РНК (ДИ РНК) показывает, что вирусный белок и ДИ РНК действуют антагонистически при вирусной инфекции». Журнал вирусологии. 87 (11): 6091–103. Дои:10.1128 / JVI.03322-12. ЧВК  3648117. PMID  23514891.
  21. ^ Латвала-Килби С., Аура Дж. М., Пупола Н., Ханнуккала А., Валконен Дж. П. (май 2009 г.). «Выявление вируса швабры картофеля в клубнях и проростках картофеля: комбинации вариантов РНК2 и РНК3 и частота бессимптомных инфекций». Фитопатология. 99 (5): 519–31. Дои:10.1094 / фито-99-5-0519. PMID  19351248.
  22. ^ Beuch U, Berlin S, Åkerblom J, Nicolaisen M, Nielsen SL, Crosslin JM, Hamm PB, Santala J, Valkonen JP, Kvarnheden A (май 2015 г.). «Разнообразие и эволюция вируса швабры картофеля». Архив вирусологии. 160 (5): 1345–51. Дои:10.1007 / s00705-015-2381-7. PMID  25753427. S2CID  11063371.

внешняя ссылка