Kukmor-agrokolledg.ru

Аграрный журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Открытие вируса мозаичной болезни табака

Вирус табачной мозаики — Tobacco mosaic virus

Вирус табачной мозаики
Электронная микрофотография частиц ВТМ окрашивали для улучшения видимости при увеличении 160,000x
классификация Вирус
Группа:
Порядок:
Семья:

Вирус табачной мозаики ( ВТМ ) является положительным смысле одноцепочечной РНК вируса , род tobamovirus , который заражает широкий ассортимент растений, особенно табака и других членов семьи пасленовых . Инфекция вызывает характерные модели, такие как « мозаику » -подобная пятнистость и обесцвечивание на листах (отсюда и название). ВТМ был первым вирусом когда — либо , чтобы быть обнаруженным. Несмотря на то, что было известно с концом 19 — го века , что инфекционное заболевание было повреждающим табачными культуры, он не был до 1930 года , что инфекционный агент был определен как вирус. Это первый возбудитель идентифицирован как вирус.

содержание

история

В 1886 году Адольф Майер впервые описал болезнь табачной мозаики , которые могут быть переданы между растениями, похожими на бактериальных инфекций. В 1892 год Ивановские дал первое конкретное доказательство существования не-бактериального инфекционный агент, показывая , что зараженный сок остается заразным даже после фильтрации через лучшие фильтры Chamberland . Позже, в 1903 году, Ивановский опубликовал документ , описывающий ненормальные кристаллические внутриклеточные включения в принимающих клетках пораженных растений табака и утверждали , связь между этими включениями и инфекционным агентом. Тем не менее, Ивановский оставался довольно убежден, несмотря на неоднократные неудачи представить доказательства, что возбудитель был unculturable бактерии, слишком мал , чтобы быть сохранены на используемые фильтрах Chamberland и быть обнаружено в световом микроскопе. В 1898 году Бейеринк независимо друг от друга реплицируются эксперименты фильтрации Ивановского, а затем показал , что инфекционный агент был в состоянии воспроизвести и размножаться в принимающих клетках растений табака. Бейеринк ввел термин « вирус » , чтобы указать , что возбудитель болезни табачной мозаики была не-бактериальной природы. Вирус табачной мозаики был первый вирус быть кристаллизуется . Это было достигнуто за счет Уэнделл Мередит Стэнли в 1935 году , который также показал , что ВТМ остается активным даже после кристаллизации. За свою работу он был награжден 1/3 Нобелевской премии по химии в 1946 году, несмотря на то, что позднее было показано , некоторые из его выводов (в частности, о том , что кристаллы чистого белка, собранного автокатализом ) были неправильными. Первые электронно — микроскопические изображения ВТМ были сделаны в 1939 году Густав Kausche , Эдгар Pfankuch и Гельмут Руска — брат лауреата Нобелевской премии Эрнста Руска . В 1955 году Хайнц Фраенкел Конрэт и Робли Уильямса показали , что очищенный РНК ВТМ и его капсида (слой) белок собирают сами по себе к функциональным вирусов, указывая , что это наиболее стабильная структура (один с самой низкой свободной энергией). Кристаллографии Розалинд Франклин работал Stanley в течение месяца , в Беркли , а затем спроектировал и построил модель ВТМА для 1958 года Всемирной выставки в Брюсселе . В 1958 году она предположил , что вирус был полым, не солидно, и предположили , что РНК ВТМ является одноцепочечной. Эта гипотеза была доказана правильным после ее смерти , и теперь известно, что + цепь. Исследования болезни табачной мозаики и последующего обнаружения его вирусной природы сыграли важную роль в создании общих концепций вирусологии .

Состав

вирус мозаики белок оболочки Tobacco
Идентификаторы
Условное обозначениеCP
Entrez1494073
UniProtP03579

Вирус табачной мозаики имеет стержень, как внешний вид. Его капсид сделан из 2130 молекул белка оболочки (см изображения слева) и одной молекулы геномной РНК одной нити, длинных 6400 оснований. Белка оболочки самособирается в стержнеобразной спиральную структуру (16,3 белков в свою очереди спирали) вокруг РНКА, которая образует структуру петли шпильки (см электронной микрофотографии выше). Белок Мономер состоит из 158 аминокислот , которые собраны в четыре основных альфа-спиралей, которые соединены видной проксимальной петле к оси вириона. Вирионы

300 нм в длину и

18 нм в диаметре. Отрицательно окрашенные электронные микрофотографии показывают отчетливую внутренний канал

4 нм. РНК находится в радиусе

6 нм и защищена от действия клеточных ферментов с помощью белка оболочки. Есть три нуклеотида РНК в белок мономера. Рентгеновская дифракционные волокон была изучена структура интактного вируса на основе электронной плотности карты при 3,6 Å разрешения. Внутри сердечника спирали, спиральный молекула РНК присутствует, который состоит из около 6500 нуклеотидов.

геном

ВТМ геном состоит из 6,3-6,5 кб одноцепочечной (сс) РНК . 3′-конец имеет тРНК -подобной структуры, и 5′ — конца имеет метилированный нуклеотидный колпачок. (m7G5’pppG). Геном кодирует 4 открытых рамки считывания (ORF , ), два из которых производят один белок из — за рибосомальное readthrough негерметичного UAG стоп — кодон . Эти гены кодируют 4 в репликазы (с метилтрансферазой [MT] и РНК геликазы [Хель] доменами), РНК-зависимой РНК — полимеразой , так называемый белком движения (МП) и белка капсида (СР).

Физико-химические свойства

ВТМ является термостабильной вирус. На сушеных листьев, он может выдержать до 50 ° С (120 градусов по Фаренгейту) в течение 30 минут.

цикл болезни

ВТМ не имеет отчетливую зимующие структуру. Скорее всего , это будет зимуют в зараженных табачных стеблей и листьев в почве, на поверхности загрязненных семян (ВТМ может даже выжить в зараженных табачных изделий в течение многих лет). При непосредственном контакте с растениями — хозяевами через свои векторы (обычно насекомые , такие как тли и цикадки ), ВТМ будет проходить через процесс заражения , а затем в процессе репликации.

Инфекция и передача

После того, как его умножение, он попадет в соседние клетки через плазмодесмы . Спреды инфекции путем непосредственного контакта с соседними клетками, для его гладкой записи, ВТМ производит 30 к Да белка движение под названием P30 , который увеличивает плазмодесмы. ВТМ большинство вероятно перемещается от клетки к клетке как комплекс РНК, Р30 и копируют белки.

Он может также распространяться через флоэму для длительного движения расстояния в растении. Кроме того, ВТМ может быть передан от одного растения к другому при непосредственном контакте. Хотя ВТМ не определил векторы передачи, вирус может легко передаваться от зараженных хостов здоровых растений, человеческой обработкой.

копирование

После вступления в хозяина через механическую инокуляции ВТМ uncoats себя , чтобы выпустить его вирусный [+] РНК — нить. Как происходит раздевание, то MetHel: ген Pol переводится сделать герметизирующий фермент MetHel и РНК — полимеразу. Затем вирусный геном будет дополнительно повторить для получения нескольких мРНК с помощью а [-] РНК промежуточного загрунтованы с помощью тРНК HIS на [+] РНК 3′ — конца. Полученный в результате мРНК кодирует несколько белков, в том числе белка оболочки и РНК-зависимой РНК — полимеразы (RdRp), а также белка движения. Таким образом , ВТМ может повторить свой собственный геном.

После того, как белка оболочки и РНК генома ВТМ были синтезированы, они самопроизвольно собираются в полный вирионов ВТМ в высокоорганизованной процессе. В протомерах объединяются, чтобы сформировать диски или «» стопорных шайб, состоящие из двух слоев протомеров, расположенных в виде спирали. Винтовая капсида растет добавление протомеров к концу стержня. Как удлиняет стержень, РНК проходит через канал в его центре и образует петлю на растущем конце. Таким образом, РНК может легко поместиться в виде спирали внутрь винтовой капсида.

Хост и симптомы

Большое количество литературы о ВТМ и ее выбор для многих пионерских исследований в области структурной биологии ( в том числе дифракции рентгеновских лучей ), вирусной сборки и разборки, и так далее, принципиально из — за больших количествах , которые могут быть получены, а также тот факт , что он не заражает животных. После того, как растет несколько зараженных табачных растений в теплице и несколько простых лабораторных процедур, ученый может легко произвести несколько граммов вируса.

Джеймс Д. Уотсон , в своих мемуарах двойной спирали , цитирует его рентгеновское исследование спиральной структуры ВТМА в качестве важного шага в выведении природы ДНК молекулы.

Экспериментальные применения

Из — за свою цилиндрическую форму, высокий коэффициент пропорциональности, самосборки природа, и способность включать металлические покрытия ( никель и кобальт ) в его оболочку, ВТМ является идеальным кандидатом для включения в аккумуляторные электроды . Добавление к ВТМ электрода батареи увеличивает реактивную площадь поверхности по порядку величины, что приводит к увеличению емкости батареи до шести раз по сравнению с геометрией планарного электрода.

Вирус табачной мозаики

Вирус табачной мозаики

По легенде, когда в 1492 году Христофор Колумб высадился на берег Кубы, к нему навстречу вышли индейцы, курившие табачные листья, свернутые в виде грубой сигары. Такие сигары назывались «табакос», откуда и произошло слово «табак». По другой версии, «табако» назывались трубки, набитые табачной крошкой, которые при курении вставлялись в ноздри. Табакокурение – ив бытовых, и в религиозных целях – было распространено по всей доколумбовой Америке. Трубку для курения использовали племена ацтеков и майя. Ирокезы зажигали табак, чтобы умилостивить бога войны.

Впервые семена табака (размером они примерно с маковое зернышко или даже мельче) оказались в Испании в 1518 году. В 1560 году французский посланник при португальском дворе в Лиссабоне Жан Нико прислал семена табака в Париж королеве–матери Екатерине Медичи. Доктора начали советовать курить «целебную траву» от астмы и других болезней. «Лекарство» понравилось, курение вошло в моду. Появились новые сорта табака. Площади под его посевами стали быстро расти, и к концу XIX века культура табака широко распространилась по всей Европе.

Модель вируса табачной мозаики: молекулы белка оболочки (1) уложены по спирали; внутри частицы уложена нить РНК (2)

Табак, однако, сам стал болеть. На молодых листьях появлялось мозаичное чередование темно–зеленых и светло–зеленых участков. Из–за их разной толщины лист приобретал гофрированный вид. Адольф Майер, немец, работавший в Голландии, в 1886 году описал это заболевание, дал ему название – «табачная мозаика» – и установил его инфекционную природу: оказалось, что мозаику можно вызвать у здоровых Табаков инъекцией в жилки их листьев сока больного растения.

Между тем болезнь проникла в южные регионы Российской империи – на Украину, в Молдавию, в Крым. И тогда Департамент земледелия направил в Крым молодого ученого Дмитрия Иосифовича Ивановского для изучения заболевания табака и разработки мер борьбы с ним. В 1892 году Д.И. Ивановский подтвердил данные Майера об инфекционной природе заболевания; установил, что основные источники заражения – это больные растения и почва; предложил меры борьбы: уничтожение зараженных растений, замена почвы в теплицах, севооборот. Самое же, как оказалось, главное открытие состояло в следующем: он установил, что неизвестный возбудитель заболевания проходит сквозь мельчайшие норы фарфорового фильтра, непроницаемого для всех известных к тому времени микробов. Такие фильтры были изобретены в Пастеровском институте в Париже, что позволило микробиологам получать фильтраты, не содержащие бактерий. Любую инфекционную жидкость можно было проверить на присутствие в них болезнетворных бактерий, пропустив ее через эти фильтры. Если фильтрат оказывался неинфекционным, это указывало на то, что в исходной жидкости содержится бактерия–возбудитель.

Ивановский обнаружил, что профильтрованный экстракт полностью сохранил свою инфекционность, то есть им можно было заразить другие растения. Ивановский решил, что возбудителем мозаичной болезни табака является очень мелкий микроорганизм.

Местные некрозы на листе табака – реакция растения на заражение вирусом табачной мозаики

В 1898 году голландский микробиолог Мартин Бейеринк подтвердил данные Дмитрия Ивановского и предположил, что заболевание вызывается не мелкой бактерией, а «жидким живым инфекционным началом», который Бейеринк назвал «вирусом» («вирус» по–латыни означает «яд»).

В России считают, что вирус табачной мозаики (ВТМ) открыл Ивановский в 1892 году. На Западе приоритет безусловно отдают Бейеринку. Именно в августе 1998 года в Эдинбурге, в Шотландии, был проведен международный симпозиум, посвященный столетию открытия вируса табачной мозаики.

На этом фрагменте палочковидной частицы вируса табачной мозаики видны: уложенный в регулярную спираль белок оболочки (1), внутренний канал вирусной частицы (2) и канавка, в которую укладывается нить вирусной РНК (3)

Частицы ВТМ – это круглые прямые палочки длиной 300 и толщиной 18 нанометров. Они представляют собой агрегат из 2100 молекул белка оболочки, которые уложены в спираль вокруг заполненного водой канала, проходящего вдоль длинной оси вириона. Генетический материал вируса – однонитевая молекула РНК – уложена внутри спирали из белковых молекул на расстоянии 4 нанометров от центральной оси.

Конечно, сейчас вирусу табачной мозаики далеко до «популярности» вируса гриппа или вируса иммунодефицита человека – истинных антигероев нашего времени.

А между тем вирус табачной мозаики был первым вирусом, который был открыт, с которого вообще пошло понятие «вирус».

Мозаика чередования темных и светлых участков на листе табака, зараженного вирусом табачной мозаики

Многое из того, что мы знаем о вирусах, впервые было обнаружено при изучении именно вируса табачной мозаики. Этот вирус был первым, который удалось не просто выделить из зараженного растения, но и очистить от всех примесей растительного происхождения. Вирус табачной мозаики был первым, который удалось наблюдать в недавно изобретенный электронный микроскоп. Произошло это в 1939 году. Вирус табачной мозаики был первым вирусом, который удалось разобрать на части – белок и нуклеиновую кислоту, и вновь собрать полноценную инфекционную вирусную частицу. При заражении растений РНК вируса табачной мозаики впервые было показано, что именно нуклеиновая кислота несет генетическую информацию и что именно она ответственна за инфекционность вируса. До сих пор, хотя в нем всего–то три гена, вирус табачной мозаики является излюбленным объектом изучения вирусологов во всем мире.

Возьмите сигарету или сигару, лучше низкосортную, и разотрите табак с небольшим количеством воды. Тем, что получилось, натрите листья томатов или петунии. Если в табаке есть вирус табачной мозаики, то через несколько дней на зараженных растениях образуются некротические или хлоротические пятна, а затем на всем растении может развиться мозаика. Поскольку многие курительные табаки содержат вирус табачной мозаики, в теплицах даже запрещается курение. Можно пойти на рынок, купить помидоры или огурцы (лучше всего тепличные!) и, растерев мякоть, проделать все то же самое, что и с табаком. Или, например, подорожник, который просто растет под ногами, – тоже годится для опыта, потому что он тоже заражается вирусом табачной мозаики. Правда, не стоит производить такие опыты на дачном участке, потому что вирус табачной мозаики исключительно заразен, а лучше примоститься где–нибудь в укромном уголке, на подоконнике, используя рассаду, которую не жалко, которая и заражается, кстати, легче, чем взрослые растения.

Вирус табачной мозаики

К сожалению, все, кто хочет вырастить у себя на участке хороший урожай или красивый сад с цветами, знакомы с другой стороной этого дела, а именно с уходом за растениями на которые нудно тратить много сил и времени. Эти живые организмы, также подвержены заболеваниям и нападениям вредителей, а без нас они не справятся, тем более что погибают они очень быстро, так как все что препятствует их обычному развитию и росту в итоге их убивает. Очень хочется, чтобы сад и урожай были здоровы, но от бактерий и вирусов никуда не деться. Есть редкие заболевания, которые вы можете и не встретить, а есть довольно распространенные проблемы, которые могут неожиданно появиться и повлиять на растения, одни из распространенных вирусов является табачная мозаика. Эта болезнь известна и распространена, даже если вы еще не столкнулись с ней, то вам стоит узнать о ее признаках больше, чтобы быстро среагировать в случае появления на вашем участке.

Вирус табачной мозаики

Вирус табачной мозаики считается заболеванием никотиновых растений, но в общей сложности он может повлиять на большой круг живых организмов, насчитывают более 300 растений, который болеют табачной мозаикой. Поэтому в один момент вы можете встретить его и в своем огороде, как на растении табака, так и на обычном томате. Как и все вирусы, табачная мозаика губительна для плода и растения, в итоге она заражает урожай и он уже будет не пригоден, поэтому следует следить за здоровьем растений и реагировать в случае заболевания. Даже при большом распространении вы можете спасти оставшийся здоровый участок, как именно вы можете узнать ниже. Если у вас нет такой проблемы пока, вы можете попробовать уберечь свой урожай известными способами профилактики. Так как табачная мозаика проблема, с которой уже сталкивались многие, она хорошо изучена, следовательно, придумано много методов борьбы с ней, которые вы можете осуществить своими руками в момент. Конечно, если вы будете знакомы с причинами появления этого заболевания, вам будет легче уберечь свой огород, так что на это тоже стоит обратить внимание.

Признаки заболевания

Вирус табачной мозаики – это заболевание, которое распространяется как пальчиковый паразит, он постепенно поражает растение. Он легко существует в совершенно разных регионах, так как не имеет особых предпочтений в выборе климата, его распространение происходит легко в любых условиях. Однако вирус это простой, и избавиться от него также легко. Вирус действительно гибельный для растений, и поражает его полностью, вы сможете распознать его по особым признакам. Основное влияние вируса приходит на способность растения к фотосинтезу, что служит важным фактором в его жизни и развитии, соответственно прерывая эту функцию растения вирус его губит. Самым очевидным признаком будет изменение окраса листьев, они будут приобретать странные рисунки с белыми или желтоватыми разводами. Это обесцвечивание листов происходит будто разводами, лист становится светлее, имеет странный окрас и засыхает.

Большие желтые пятна также могут служить признаком, это все тот же процесс обесцвечивания. Многие сравнивают разводы при этом вирусе с мозаикой, что и легло в основу названия, это поможет вам сразу понять, с чем вы столкнулись. После того как вирус распространился он медленно нарушает жизнедеятельность растений, листья постепенно станут тоньше и будут засыхать. Иногда они сначала деформируются, сгибаются, становятся тоньше и т.д. Если вирус зарази овощную культуру то и плод перестанет развиваться, те же томаты, например, будут маленького размера, дальше они уже не вырастут и не смогут нормально созреть.

Какие растения подвержены заражению

Как уже было упомянуто выше круг растений, которые могут быть заражены вирусом, довольно широк, все основные культуры, которые так любят наши огородники, например, перец и томат склонны к такому заболеванию. Проблема что сам вирус может возникнуть из-за совершенно разных условий, которые в иной раз предусмотреть не получается. Иногда сами семена могут быть заражены, соответственно они произведут уже зараженные растения. Также в ваш огород мозаика может прийти с вредителями, клещи и клоп, часто являются переносчиками этой болезни. В момент, когда растение уязвимо, при высадке или повреждении оно может заболеть этим вирусом, просто будут удачные условия для возможности его развития. Иногда вирус попадает с пыльцой, что случается чаще с открытыми участками, но и в теплице может возникнуть такая проблема, из-за факторов указанных выше.

Вирус табачной мозаики: что такое и как бороться?

Вирус табачной мозаики – это палочковидный паразит, который поражает пасленовые растения и растения рода никотиновых. Является он простейшим вирусом, который давно знаком науке и полностью исследован. Отнесен он к группе тобамовирусы. Устойчив к повышенным температурам и хорошо приспосабливается к любой среде обитания.

Признаки заболевания

Этот вирус поселяется в ткани овощных и цветочных культур, где интенсивно размножается и приводит к его дальнейшей гибели. Распространение этой болезни приводит к нарушению процесса фотосинтеза.

Для того чтобы быстро избавиться от этой напасти в огороде, необходимо знать основные признаки заражения:

  1. На листьях овощей появляются беловатые разводы, лист становится обесцвеченным.
  2. Желтые пятна на листьях.
  3. Листья теряют зеленый окрас, становятся пятнистыми, клетки начинают делиться и образовывать бугорки, которые напоминают мозаику.
  4. Поверхность зараженного растения становится тонкой и подверженной к ломкости.
  5. В процессе распространения вируса листья начинают деформироваться.
  6. Плоды овощей становятся мелкими и поздно созревают.

Если игнорировать признаки заражения, то зараженная культура станет источником инфицирования и поразит здоровые особи.

Какие растения подвержены заражению?

Вирус проникает в здоровые культуры через попадания сока больного на здоровые, происходит это при:

  1. Посадка семян из зараженного ранее плода.
  2. Через попадания на растение инфицированных переносчиков клещей, нематод, тли, клопов.
  3. При высадке, прищипывании, вегетативном размножении, когда возникает высокая вероятность попадания инфекции непосредственно на растение.
  4. Проникновение инфицированного сока на инвентарь в саду, а в дальнейшем на овощные культуры механическим путем.
  5. При случайной травме растения.
  6. При переносе пыльцы.

Эта инфекция прекрасно сочетается с другими вирусами и становится пагубной, поскольку растение начинает гнить и засыхать.

Как лечить?

Вылечить вирус табачной мозаики довольно сложно, но если при первых симптомах сразу же начать принимать меры, то спасти культуру можно. При запущенных формах, растение необходимо сжечь, поскольку существует высокая вероятность переноса бактерий на здоровые особи.

Способы:

  1. При первых появлениях изменения окраса на листьях, необходимо сразу же произвести обработку, раствором молочной сыворотки (100 мл сыворотки на 1 л кипяченой воды) с добавлением любых микроудобрений.
  2. Необходимо заменить верхний слой почвы (15-20 см).
  3. Опрыскать раствором молока (1 л молока на 10 л кипяченой воды) и добавить несколько капель аптечного йода.
  4. Обработать раствором любого фунгицида.

Профилактика

Поскольку от этой болезни очень тяжело избавиться, садоводы рекомендуют соблюдать меры профилактики, для того, чтобы предупредить возникновение вируса, для этого нужно:

  1. Сажать семена только с проверенных здоровых овощей и цветов.
  2. Периодически проводить дезинфекцию всего инвентаря в саду.
  3. Ежегодно в теплицах заменять верхний слой почвы.
  4. По возможности проводить вакцинацию помидоров.
  5. Обеззараживать семена путем обработки раствора марганцовки или 20% соляной кислотой в течение 30-35 минут.
  6. Эффективно пропаривание верхнего слоя почвы на протяжении 2-3 часов.
  7. Периодически опрыскивать пасленовые растения молочным раствором.
  8. Поливать 1 раз в 2 недели слабым раствором марганцовки.
  9. Своевременно убирать сорняки и ботву, и сжигать их.
  10. Бороться с насекомыми–вредителями.

Сорта, устойчивые к вирусу

Несмотря на то что болезнь поражает многие пасленовые культуры, существуют сорта, которые к ней устойчивы:

Несмотря на то что все сорта устойчивы к ВТМ, риск заболевания все же существует, поэтому и уход даже за этими сортами должен быть правильным.

Блиц-советы в предотвращении возникновения ВТМ:

  1. Производить посадку только здоровых семян, предварительно обработав их раствором марганцовки.
  2. Периодически обрабатывать молочным раствором или раствором сыворотки.
  3. Бороться со всеми вредителями, такими как, клещи, тля, клопы.
  4. По возможности менять ежегодно верхний слой грунта.
  5. Проводить антисептику всего инвентаря в саду.
  6. Поливать 1 раз в 2 недели слабым раствором марганцовки.
  7. Своевременно убирать и сжигать ботву, листья и сорняки на дачном участке.
  8. Опрыскивать вечером все культуры в саду раствором любых микроэлементов, для поднятия иммунитета.
  9. В конце и в начале посевного сезона пропаривать верхний слой почвы.
  10. По возможности минимизировать любые травмы овощным культурам, поскольку ВТМ передается через сок.
  11. Создать правильные условия для роста в саду (освещение, полив и др.)

Соблюдая простые меры профилактики, ВТМ будет не страшен саду. При первых появлениях заражения, необходимо начать своевременное лечение. При интенсивной форме заболевания зараженные культуры необходимо убрать с огорода и сжечь.

Читать еще:  Болезни лада калина
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector