Вирусы у растений сообщение

Обновлено: 30.06.2024

Содержание:

Морфология и структура фитовирусов

По морфологии частиц вирусы растений могут быть палочковидными, нитевидными, изомерическими (близкие к сферическим), бацилловидными или в пулевидными.

В состав вириона входят нуклеиновая кислота и капсид. Последний определяет форму вириона. Существует и несколько крупных вирусов, имеющих вокруг капсида внешнюю оболочку – мембрану, образующуюся на поздних стадиях формирования вириона. Ктакимвирусамотносятся: Tomato spotted wilt virus, Winter wheat Russian mosaic virus.

У вирусов палочковидной и нитевидной формы спиральный тип строения капсида, у изомерических – инкосаэдрический.

Из вирусов со спиральной симметрией хорошо изучен вирус табачной мозаики. К вирусом с икосаэндрической симметрией, оболочки, которых выглядят как многогранники относятся:

вирус желтой мозаики турнепса – имеет 180 белковых субъединиц, сгруппированных в 32 капсомера (12 пентамеров и 20 гексамеров), РНК большей частью погружена в белковую оболочку;
вирус обыкновенной мозаики огурца, вирус мозаики костра – строение капсомера аналогично вирусу желтой мозаики турнепса;
мозаика коровьего гороха – вирион содержит 60 белковых субъединиц двух типов: первый – субъединицы собраны в 12 пентамров, второго – в 20 тримеров.

Размеры вирионов фитовирусов варьируют в значительных пределах. Каждому вирусу соответствует определенный размер частиц одного или нескольких видов. Изомерические частицы имеют диаметр от 17 нм до 75 нм. Палочковидные, нитевидные, бацилловидные – могут иметь длину от десятков до 2000 нм. Диаметр нитевидных и палочковидных вирионов – 3–10 нм, бацилловиных – от 18 до 75 нм.

Химический состав вирусов растений

Фитопатогенные вирусы содержат нуклеиновую кислоту (РНК или ДНК), белок, ионы металлов. У некоторых отмечают присутствие до 20% липидов (бацилловидные вирусы), до 1% полиамидов (вирус желтой мозаики турнепса), ферментов типа РНК- транскриптазы (вирусы раневых опухолей клевера, вирусы некротического пожелтения салата-латук). Половину массы кристаллов вирусов и от 10% до 50% массы вирионов в суспензии составляет вода. Однако для определения состава вириона расчеты проводят по сухой массе.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновая кислота – это длинная полимерная цепь, состоящая из нуклеотидов. В состав нуклеотида входят: азотистое основание, сахар (рибоза для РНК и дезоксирибоза для ДНК), остаток фосфорной кислоты.

Последовательность оснований нуклеиновой кислоты определяет последовательность аминокислот и свойства вирусоспецифичности белков. Нуклеиновая кислота каждого вируса имеет характерную только для него последовательность и соотношение нуклеотидов.

Большинство фитовирусов имеют одноцепочечную РНК (вирус табачной мозаики, X- вирус картофеля, Y-вирус картофеля). Двухцепочечная РНК зафиксирована у вируса раневых опухолей клевера, у вируса карликовости риса. ДНК содержащими вирусами являются: вирус мозаики цветной капусты и вирус пожелтения жилок огурца.

Содержание РНК варьирует. Для изометрических вирусов оно составляет от 15% до 45%, для палочковидных – до 5%, для бацилловидных – до 1%.

РНК включает два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (цитозин и урацил) основания. ДНК вместо урацила содержит тимин. Соседние нуклеотиды соединены фосфорнодиэфирными связями между 3’-атомом рибозы одного нуклеотида и 5’-углеродным атомом другого.

Вирусы с одноцепочной РНК характеризуются не совпадением соотношений гуанин: цитозин и аденин: урацил. Двухцепочечные РНК и ДНК- содержащие вирусы характеризуются совпадением указанных соотношений.

Существуют многокомпонентные фитовирусы вирусы или вирусы с разделенным геномом. В них РНК представлена несколькими типами с различной молекулярной массой. Отдельные представители этой группы имеют в одном из типов частиц две и более молекулы РНК с различными генами в составе. Характерно, что каждая из них в отдельности неинфекционна и вирусы реплицируются на основе обмена продуктами, кодируемыми отдельными компонентами фрагментированного генома. К многокомпанентным вирусам относятся: вирус кольцевой пятнистости табака, вирус кольцевой пятнистости малины. У них выявлено: три типа частиц у первого и два типа частиц у второго патогена.

Многокомпонентные вирусы могут иметь однородные по размерам частицы с одной молекулой РНК. Однако эта молекула у разных частиц различается по молекулярной массе и запасу информации. К таким вирусам относятся: вирус мозаики коровьего гороха, вирус обыкновенной мозаики огурца, вирус мозаики костра.

Описан ряд сферических, палочковидных и бациловидных вирусов с наличием различных по размерам и содержанию РНК вирионами. В частности, вирус погремковости табака имеет частицы двух типов. Вирус мозаики люцерны характеризуется наличием вирионов от почти изометрической до бацилловидной и палочковидной формы, с различными параметрами длины и ширины. Каждому типу частиц соответствует РНК определенной молекулярной массы. Различие типов РНК многокомпонентных вирусов имеет важное биологическое значение в вопросе репродукции вирусов.

Белки

Белки формируют капсиды вирусов растений. По аминокислотному составу и соотношению аминокислот они не отличаются от белков бактерий, растений и животных. В белках вирусов в малых количествах содержаться цистеин, метионин, триптофан, гистидин, тирозин. Некоторые из названных аминокислот могут отсутствовать. Одновременно характерно повышенное содержание треонина и серина.

Белок оболочки (капсида) состоит из одинаковых белковых субъединиц. Их молекулярная масса у различных вирусов колеблется от 10 до 80 тыс. Размер белковых молекул фитовирусов варьирует в диапазоне от 150 до 600 и более аминокислотных остатков.

Классификация фитовирусов

Группы вирусов – объединяют типичного представителя и родственные ему вирусы. Название группы составляется из обычного названия типичного представителя на английском языке. В частности, группа вируса табачной мозаики – тобамовирусы (tobamoviris– tobaccomosaicvirus).

Криптограмма – закодированная форма, содержащая сведения о ряде свойств вирусов. Каждая состоит из четырех пар символов.В криптограмме зашифрованы сведения: о типе нуклеиновой кислоты, числу цепей в молекуле, молекулярная масса нуклеиновой кислоты, содержание нуклеиновой кислоты в процентах в вирионе, форма вириона, тип хозяина, тип переносчика.

В настоящее время Исполнительным комитетом МКТВ утверждены 30 семейств фитовирусов. Среди них только два Geminiviridaeи Caulimoviridaeсоставляют вирусы с однонитевым и двунитевым ДНК-геномом. Остальные вирусы растений являются РНК-геномными. При этом геном большинства фитовирусов – это однотитевая РНК.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Вирусы растений. Презентация на заданную тему содержит 30 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Вирусы растений широко распространены в природе, всего их описано около 300. Вирусы растений широко распространены в природе, всего их описано около 300. Форма их обычно палочковидная и округлая. Размеры от 25-30 нм до 300-480 нм (нанометр (нм) – миллионная доля миллиметра)

Вирусные заболевания растений: Полосатость пшеницы Желтая карликовость картофеля Мозаичная болезнь томатов, злаковых, плодовых и ягодных культур, цветов Мозаичная болезнь табака (табачная мозаика) Карликовость Желтая сеть Пятнистая мозаика

Рисунок – Строение вируса табачной мозаики Рисунок – Строение вируса табачной мозаики (Tobacco mosaic virus)

Адсорбции нет. Адсорбции нет. Проникновение осуществляется только через поврежденные оболочки клеток. Возможен контактный способ передачи инфекции; от материнского растения к дочернему; через животных, питающихся на этих растениях.

Выход. Зараженные клетки продолжают продуцировать вирус, не подвергаясь лизису и оставаясь жизнеспособными. Благодаря этому в клетках растений концентрация вируса может достигать огромных значений. Вирусы растений переходят из клетки в клетку через межклеточные соединения (по плазмодезмам - микроскопическим цитоплазматическим мостикам, соединяющим соседние клетки растений). Освободившись, вирионы могут заражать новые клетки хозяина, вследствие чего наблюдается быстрое распространение вирусной инфекции. Выход. Зараженные клетки продолжают продуцировать вирус, не подвергаясь лизису и оставаясь жизнеспособными. Благодаря этому в клетках растений концентрация вируса может достигать огромных значений. Вирусы растений переходят из клетки в клетку через межклеточные соединения (по плазмодезмам - микроскопическим цитоплазматическим мостикам, соединяющим соседние клетки растений). Освободившись, вирионы могут заражать новые клетки хозяина, вследствие чего наблюдается быстрое распространение вирусной инфекции.

Ответные реакции зараженных клеток на инфекцию: некротические поражения, бессимптомные инфекции, интенсивное деление и даже опухолевая трансформация. Ответные реакции зараженных клеток на инфекцию: некротические поражения, бессимптомные инфекции, интенсивное деление и даже опухолевая трансформация.

Имеют вид барабанных палочек, размер их 100 х 25 нм. Геном бактериофага представлен ДНК – двуцепочечной линейной молекулой, состоящей из 160 х 10 пар нуклеотидов. В ней закодировано более 150 различных белков, из них в процессе репликации ДНК фага участвует более 30 белков, фаговые ДНК соединяются с фаговыми белками, синтезированными бактериальными ферментами Имеют вид барабанных палочек, размер их 100 х 25 нм. Геном бактериофага представлен ДНК – двуцепочечной линейной молекулой, состоящей из 160 х 10 пар нуклеотидов. В ней закодировано более 150 различных белков, из них в процессе репликации ДНК фага участвует более 30 белков, фаговые ДНК соединяются с фаговыми белками, синтезированными бактериальными ферментами

Этапы жизнедеятельности бактериофага Проникновение бактериофага в клетку кишечной палочки Escherichia coli Прикрепление вируса к оболочке клетки – хозяина Впрыскивание в клетку ДНК Производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков Самосборка вирусной частицы Выход вируса из клетки хозяина-бактерии, которая разрывается и гибнет

Бактериофагов используют в медицине в качестве лечебного и профилактического средства в случае отдельных бактериальных заболеваний (брюшной тиф, дизентерия) Бактериофагов используют в медицине в качестве лечебного и профилактического средства в случае отдельных бактериальных заболеваний (брюшной тиф, дизентерия) В последние годы фаги широко использовали при наводнениях в Крымске и Хабаровске, чтобы предотвратить дизентерию

После открытия антибиотиков бактериофаги как лекарство отступили на задний план, потому что бактериальные клетки относительно быстро становятся нечувствительными к фагам. После открытия антибиотиков бактериофаги как лекарство отступили на задний план, потому что бактериальные клетки относительно быстро становятся нечувствительными к фагам. Некоторые бактериофаги могут вредить в производстве антибиотиков, аминокислот, бактериальных удобрений и в других отраслях микробиологического синтеза.

Система интерферона Защитные реакции клетки в ответ на проникновение вируса в основном аналогичны ее иммунным реакциям на бактериальную инфекцию. Наиболее специфическая реакция на вирусную инфекцию – выработка антител. Одним из неспецифических защитных факторов может быть система интерферона. Интерферон – индуцибельный (адаптивный) белок, обладает антивирусной, антиклеточной и противоопухолевой активностью. Индукторами синтеза интерферона являются вирусы, бактерии, бактериальные токсины, а также ряд физических и химических факторов.

Эффективность воздействия интерферона зависит от его концентрации, времени введения и множественности заражения. Наиболее эффективен интерферон на ранних этапах инфекции. Эффективность воздействия интерферона зависит от его концентрации, времени введения и множественности заражения. Наиболее эффективен интерферон на ранних этапах инфекции. Интерферон блокирует репродукцию РНК- и ДНК-вирусов. Он ингибирует в зараженных клетках синтез вирусных РНК, ферментов, структурных вирусных белков.

Показания к применению: гепатиты всех видов (А, В, С) энцефалит клещевой саркома у больных СПИДом переходная форма лейкоза геморрагическая лихорадка с почечным синдромом лечение и предупреждение ОРВИ, гриппа вирусные глазные заболевания (конъюктивит, кератит - воспалительное заболевание роговицы, которое сопровождается ее помутнением

Побочные действия интерферона: мышечные, головные боли, лихорадка, вялость, потливость, рвота, сухость во рту, диарея, потеря аппетита, веса, запор, тошнота, изжога, гепатит, нарушение печеночной функции, нарушение зрения, депрессия, нарушение сна, повышенная перильстатика, кожная сыпь, зуд, головокружение, суставные боли, нервозность

В 1957 г. сотрудники Лондонского национального института вирусологи англичанин А. Айзек и швейцарец Дж. Линдеман случайно во время опытов открыли интерферон В 1957 г. сотрудники Лондонского национального института вирусологи англичанин А. Айзек и швейцарец Дж. Линдеман случайно во время опытов открыли интерферон Выяснилось, что в организме мышей один из вирусов препятствует размножению другого. Это явление антагонизма вирусов назвали интерференцией, данное явление встречается при введении в организм двух вирусов одновременно или с интервалом не более 24 часов

Интерференция вирусов Некоторые вирусные инфекции исключают возможность последующего размножения в тех же клетках других неродственных, а в некоторых случаях и родственных вирусов – явление интерференции (англ. - помеха, препятствие). В отличие от действия интерферона оно связано не с реакцией генома клетки на вирусную инфекцию, а с тем, что первый вирус образует в клетке специфические продукты, препятствующие размножению в той же клетке другого вируса.

Серологические методы. Серологические методы. Серология – это раздел иммунологии, изучающий реакции антигена (вируса) со специфическими защитными веществами, антителами, которые находятся в сыворотке крови. Антитела нейтрализуют действие вируса. Они связываются с определенными антигенными веществами, находящимися на поверхности вирусных частиц и вирус теряет патогенные свойства.

Для установления уровня (количества) антител в сыворотке или определения типа данного вируса проводится реакция нейтрализации вируса. Ее можно проводить как на животных, так и на культуре клеток. Для установления уровня (количества) антител в сыворотке или определения типа данного вируса проводится реакция нейтрализации вируса. Ее можно проводить как на животных, так и на культуре клеток. Минимальную концентрацию сыворотки, содержащей антитела, достаточную для того, чтобы нейтрализовать вирус, не дать ему проявить цитопатическое действие, называют титром сыворотки, нейтрализующей вирус. Эта концентрация может быть выявлена и с помощью метода бляшек.

Метод иммуноблотт (англ. блоттинг - промокание) – один из методов лабораторной диагностики, который широко используется в диагностике вирусных инфекций человека, в том числе и ВИЧ. Определяются специфические белки: поверхностные (gp160, gp120, gp41) и кор. Метод иммуноблотт (англ. блоттинг - промокание) – один из методов лабораторной диагностики, который широко используется в диагностике вирусных инфекций человека, в том числе и ВИЧ. Определяются специфические белки: поверхностные (gp160, gp120, gp41) и кор. Результаты такого анализа являются окончательными, более точного способа для выявления вирусов в практической медицине, в настоящее время, не существует.

Метод ПЦР (полимера́зная цепная реа́кция) – экспериментальный метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе). Метод ПЦР (полимера́зная цепная реа́кция) – экспериментальный метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе). Помимо амплификации ДНК (увеличение числа копий), ПЦР позволяет производить множество других манипуляций с нуклеиновыми кислотами (введение мутаций, сращивание фрагментов ДНК) и широко используется в биологической и медицинской практике, например, для диагностики заболеваний (наследственных, инфекционных), для установления отцовства, для клонирования генов, выделения новых генов.

Кэри Бенкс Муллис —американский биохимик, лауреат Нобелевской премии по химии 1993 г. за разработку метода полимеразной цепной реакции (ПЦР), который революционизировал молекулярную биологию и медицину Кэри Бенкс Муллис —американский биохимик, лауреат Нобелевской премии по химии 1993 г. за разработку метода полимеразной цепной реакции (ПЦР), который революционизировал молекулярную биологию и медицину

Ряд заболеваний у животных и растений вызывается вирусами. Природу вирусов выяснил в 1892 г. русский ботаник (физиолог растений) Д О. Ивановский. Ивановский изучал мозаичную болезнь табака. Ему удалось установить, что мозаичная болезнь табака может быть передана от одного растения к другому путем перенесения капли сока от больного растения к здоровому. Он установил также, что сок пораженных растений, пропущенный через бактериальный фильтр, способен вызвать заболевание. В составе сока, таким образом, находятся очень мелкие частицы, которые были названы фильтрующимися вирусами (рис. 37). Вирусы могут размножаться только в протоплазме клетки и вне растительной или животной клетки не встречаются. По своей химической природе они являются нуклеопротеидами и не имеют собственного обмена веществ. По своим свойствам вирусы являются как бы промежуточным звеном между живой и неживой материей. Однако следует помнить, что они вряд ли являются предками современных организмов, так как размножаются они в живой протоплазме. Таким образом, сначала должно было возникнуть живое, а затем уже могли образоваться вирусы.

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).

Читайте также: