Попкова К.В. Общая фитопатология

Подождите немного. Документ загружается.

вирусом. После этого добавляют субстрат, на который действует

данный фермент.

Количество фермента, участвующего в реакции, определяют

колориметрически — по интенсивности окрашивания ее продукта.

О наличии вируса и его концентрации судят по снижению фер-

ментной активности в опытном образце по сравнению с контроль-

ным. Чувствительность описанного анализа значительно превы-

шает чувствительность капельных реакций, поэтому ИФА широ-

ко используют в ряде стран для определения зараженности виру-

сами сельскохозяйственных растений.

МЕТОД РАСТЕНИЙ-ИНДИКАТОРОВ

Метод растений-индикаторов основан на использовании видов

растений, реагирующих на заражение вирусами хорошо заметны-

ми, в той или иной мере специфичными симптомами. Его можно

применять ко всем известным вирусам, заражающим культурные

растения. Набор индикаторных растений зависит от вида возбу-

дителя. Вирусы с широким кругом растений-хозяев, например

вирус табачной мозаики, вирус огуречной мозаики 1, вирус мо-

заики люцерны и другие, диагностируют на многих индикаторах.

В то же время некоторые узкоспециализированные возбудители,

например вирус огуречной мозаики 2, вирус мозаики овса, вирус

крапчатости земляники, могут заражать растения лишь одного

ботанического семейства или даже одного рода. Иногда индика-

торами служат растения восприимчивого и чувствительного сор-

та той же культуры или дикие сородичи культурного растения.

Наиболее употребительные растения-индикаторы указаны в таб-

лице 5.

Поиски и выявление удобных и надежных растении-индикато-

ров продолжаются, поэтому их список непрерывно пополняется.

Основные требования к таким растениям следующие: высокая

восприимчивость к диагностируемому возбудителю; возможно,

более короткий инкубационный период; хорошо заметные, жела-

тельно специфичные для данного возбудителя симптомы пора-

жения.

Диагностика вирусов на растениях-индикаторах осуществля-

ется следующим образом (рис. 92). Растения-индикаторы выра-

щивают в условиях изоляции, чтобы исключить возможность их

заражения вирусами. Для диагностики берут молодые растения

в фазе трех-четырех листьев, так как вирусы сильнее заражают

растение в молодом возрасте. В большинстве случаев растения-

индикаторы заражают механически — путем натирания их листь-

ев соком испытуемого растения. Наблюдения за растениями-ин-

дикаторами начинают через один-два дня после заражения и

проводят регулярно в течение четырех недель.

5. Растения-индикаторы некоторых вирусов, заражающих культурные

растения (по В. А. Шмыгле, с сокращениями)

Вирус

Растение-индикатор

Симптомы заражения

Полосатой мозаи-

ки пшеницы

Штриховатой моза-

ики ячменя

Мозаики табака

Погремковости та-

бака

Х-вирус. картофеля

У-вирус картофеля

Бронзовости тома-

та

Черной кольцевой

пятнистости тома-

та

Аспермии томата

Желтухи свеклы

Мозаики свеклы

Крапчатости зем-

ляники

Кукуруза

Марь гигантская

Табак клейкий

Дурман обыкно-

венный

Марь киноа

Фасоль

Огурец

Гомфрена головча-

тая

Различные виды

рода марь

Табак дебии

Гомфрена головча-

тая

Гибрид А-6

Петуния гибрид-

ная

Огурец

Виды рода марь

Табак турецкий

Марь гигантская

Огурец

Марь головчатая

Клейтония

Гомфрена головча-

тая

[Цирица хвостатая

Земляника лесная

Местные сливающиеся некрозы, по-

лосатая мозаика

Крупные хлоротичные пятна на ино-

кулированных листьях

Местные некрозы

То же

Светлые местные некрозы

Мелкие местные некрозы

Местные хлоротичные и некротичные

пятна

Местные некрозы с красной каймой

Местные некрозы

Мозаика, системный хлороз и некро-

зы

Местные некрозы с диффузной крас-

ной каймой

Местные некрозы на отдельных ли-

стьях

Местные некрозы

Местные некрозы на семядольных

листьях

Местные хлоротичные пятна и некро-

Системные хлоротичные и некротич-

ные пятна и кольца

Мелкие хлоротичные пятна на иноку-

лированных листьях

Мелкие хлоротичные пятна на семя-

дольных листочках

Посветление жилок, междужилковый

хлороз

Красноватые системные некрозы

Желтоватые некротичные пятна с

красной каймой

Местные некрозы жилок

Посветление жилок, мозаика, дефор-

мации

276

Рис 92 Использование индикаторных растений:

а — инокуляция целого растения; б - отделенные листья индикаторных растений

в чашках Петри; в -- в пластиковом лотке

По типу реакции на заражение вирусом растения-индикаторы

подразделяются на три группы:

растения с местной (локальной) реакцией, проявляющейся

только на инокулированных соком листьях;

растения с системной реакцией, развивающейся в виде мозаи-

ки, деформации, некротических и других поражений на различ-

ных органах;

растения со смешанной реакцией на вирус, сначала проявляю-

щейся на инокулированном листе, а затем системно распростра-

няющейся по всему растению.

Индикаторный метод наиболее чувствителен при диагностике

вирусов однако он требует значительных затрат на выращива-

ние растений-индикаторов. В практике широко используют зара-

жение отделенных листьев-индикаторов, реагирующих на вирусы

локальными некрозами. Эти листья помещают во влажные каме-

ры с определенными температурным режимом и освещением.

МЕТОД ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ

Быструю информацию о наличии вирусных частиц в растении

можно получить путем анализа препаратов под электронным

микроскопом. При исследовании вирусов наиболее часто исполь-

зуют электронный микроскоп просвечивающего типа, в котором

поток электронов проходит через специально подготовленный

образец, а затем регистрируется.

При диагностике фитовирусов под электронным микроскопом

устанавливают форму и размер вирионов, на основании этих по-

казателей идентифицируют вирус.

277

МЕТОД ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ

Некоторые вирусные инфекции сопровождаются образованием в

клетках специфических отложений — так называемых включе-

ний. Это явление используют для диагностики вирусов по внут-

риклеточным включениям. Включения видны в световой микро-

скол, локализованы главным образом в клетках паренхимы

листьев и стебля, могут иметь форму паракристаллов (иглы,

ромбы) нитей, аморфных тел. Описано уже 64 вирусных заболе-

вания, которые можно диагностировать по включениям.

Каждому вирусу свойственна определенная форма вирусных

включений. Диагностику зараженности по включениям применя-

ют по отношению к ВТМ и к вирусу огуречной мозаики 2. ВТМ

обнаруживают в клетках зрелых плодов томата в виде бесцвет-

ных игловидных паракристаллов. Вирус огуречной мозаики 2

образует паракристаллы в виде коротких игл или аморфные

включения, вирус желтухи свеклы — нитевидные или ленточные

включения и т. д.

Внутриклеточные включения для лучшего их наблюдения в

микропрепаратах окрашивают кислым фуксином. При этом

включения, состоящие в основном из вирусного белка, приоб-

ретают красно-фиолетовую окраску.

ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ

ОТ ВИРУСНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

Вирусные болезни причиняют большой ущерб сельскому хозяй-

ству. В отдельных случаях болезнь культурных растений при-

водит к полной потере урожая вследствие их гибели или раз-

рушения продуктовых органов. Как правило, зараженные рас-

тения выживают, но снижается их продуктивность.

Выбор приемов защиты от определенной вирусной болезни

зависит от биологических свойств вируса и поражаемого расте-

ния. Меры борьбы с вирусными болезнями растений можно

подразделить на профилактические приемы и терапию; первые

направлены на предотвращение заболевания, вторая представ-

ляет собой лечение уже больных растений.

ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Профилактика вирусных болезней включает: использование

безвирусного посадочного материала, возделывание вирусо-

устойчивых сортов, борьбу с переносчиками вирусов и др.

278

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕЗВИРУСНОГО ПОСАДОЧНОГО

МАТЕРИАЛА

ЗДОРОВЫЙ посадочный материал получают от растении, сво-

бодных от вирусных инфекций. Для контроля-, за состоянием

семеноводческих посевов их регулярно обследуют и удаляют

зараженные вирусами растения, т. е. делают прочистки Про-

чистка—наиболее эффективная мера уничтожения источников

инфекции на семеноводческих посевах. Во время нее удаляют

оастения с четкими признаками вирусных инфекции. Вирусы

или штаммы вирусов, вызывающие заболевания со слабыми

симптомами, нельзя удалить из посева путем прочистки, так

как зараженные ими растения практически не отличаются от

здоровых Поэтому в дополнение к обследованию и прочистке

осуществляют серологическую диагностику вирусов ^в расте-

ниях Например, в большом объеме серологическии анализ

вирусов применяют при семеноводстве картофеля. Растения,

у которых при этом устанавливают наличие вируса, удаляют

ИЗ П0С6ВЗ

Более'надежен метод получения здорового посадочного ма-

териала при отборе растений при помощи серологического ана-

лиза, а затем использование их для размножения и получения

посадочного материала.

Незараженный посадочный материал можно получить мето-

дом культуры апикальных (верхушечных) меристем. Он осно-

ван на том, что верхушечные меристемы системно зараженных

растений могут быть свободными от вирусов. Меристемы от-

деляют от растений в стерильных условиях и выращивают из

них небольшие растения на питательной среде. Полученные

растения высаживают в почву, проверяют на отсутствие вирус-

ных инфекций и используют для дальнейшего размножения.

Культуру апикальных меристем, или верхушек побегов, уже

широко применяют для создания свободных от вирусов веге-

тативно размножающихся растении картофеля, земляники,

гвоздики и др.

БОРЬБА С ПЕРЕНОСЧИКАМИ

Большое значение в защите растений от вирусных болезней

имеет борьба с насекомыми-переносчиками вирусов и уничто-

жение сорных растений - резерватов вирусных инфекции^

Борьба с переносчиками вирусов осуществляется в основном

химическим способом. Особенно эффективны в борьбе с. пере-

носчиками системные инсектициды, которые длительное время

защищают растение от насекомых.

279

УСТОЙЧИВЫЕ СОРТА

Самый эффективный и экономически выгодный способ защиты

от вирусных болезней — возделывание вирусоустойчивых сортов

сельскохозяйственных культур. Особенно важное значение

имеют сорта, обладающие устойчивостью к нескольким виру-

сам. Для многих сельскохозяйственных культур созданы сор-

та, устойчивые к вирусным болезням. Например, сорта томата

для защищенного грунта Соната Р

Русич Р

и Карлсон Р\

устойчивы к ВТМ.

ВАКЦИНАЦИЯ

Вакцинация, или перекрестная защита, —это прием зара-

жения растения слабопатогенным штаммом вируса, защищаю-

щим это растение от сильного штамма того же вируса.

Вакцинация растений принципиально не отличается от вак-

цинации человека и животных. В обоих случаях в организме

вырабатываются защитные свойства, т. е. иммунитет к инфек-

ции. Однако механизмы иммунитета у животных и растений

различны. У первых в крови вырабатываются защитные анти-

тела, подавляющие возбудителя болезни, у вторых эффект вак-

цинации основан на явлении интерференции вирусов, проявляю-

щейся в том, что размножение первоначально введенного

слабого штамма того же вируса служит препятствием для раз-

множения сильного штамма того же вируса, вводимого в рас-

тение позже.

В ряде стран применяют вакцинацию томата слабыми

штаммами ВТМ для защиты его тепличной культуры от мозаи-

ки, стрика и других болезней, вызываемых разными штаммами

этого вируса. Эффективность вакцинации в защите от вирусных

болезней высокая. Урожай с вакцинированных растений то-

мата обычно на 20—30 % выше, чем с невакцинированных и

пораженных вирусной болезнью.

АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ

От технологии сельскохозяйственных культур во многом за-

висит распространение вирусов. Поэтому агротехнические

приемы входят в комплекс мероприятий по защите растений

от вирусных болезней. Основными приемами в этом комплексе

служат сроки посева, густота стояния растений.

Оптимальные сроки посева устанавливают в зависимости от

времени массового лёта или миграции насекомых-переносчиков.

Если переносчик мигрирует рано, посев по возможности пере-

носят на более поздние сроки, в этом случае растения как бы

280

уходят от контакта с насекомыми-переносчиками и вероятность

заражения снижается. Если миграция насекомых-переносчиков

происходит поздно, то целесообразно провести посев как мож-

но раньше, чтобы ко времени появления переносчиков растения

стали взрослее, а следовательно, и устойчивее, и последствия

заражения будут менее вредоносными, чем при заражении на

ранних стадиях развития культуры. Однако при изменении сро-

ков посева, а также уборки урожая для уменьшения пораже-

ния растений вирусными болезнями всегда следует учитывать

конечный результат —урожайность культуры. Например, уста-

новлено, что картофель, высаженный в ранние сроки и^ рано

убранный, поражается вирусными болезнями в меньшей сте-

пени чем возделываемый в средние сроки, но одновременно

резко снижается его урожайность. В таких случаях изменение

сроков посадки и уборки оправдано лишь на семеноводческих

посевах для получения здорового посадочного материала.

При загущенных посадках наблюдается снижение заражен-

ности растений вирусными болезнями. Однако очень высокая

густота стояния приводит к снижению урожая. Влияние густо-

ты стояния растений на пораженность вирусными болезнями

связано с заселенностью посевов насекомыми-переносчиками.

Так заселенность тлями разреженных посадок больше, чем за-

гущенных. Поэтому для вирусов, распространяемых насеко-

мыми загущение посевов сдерживает распространение болез-

ней Наоборот, вирусы, распространяющиеся контактно-меха-

ническим путем, передаются интенсивнее при высокой густоте

стояния растений.

ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

ТЕРМОТЕРАПИЯ

В некоторых случаях вирусную инфекцию в растении можно

подавить воздействием повышенных температур, т. е. термо-

терапией. Этим способом можно освободить от многих вирусов

вегетативно размножаемые культуры. Он служит для оздоров-

ления ценных сортов малины, земляники, винограда и других

культур.

Для теплового воздействия применяют горячую воду (Ой-

55°С) или горячий воздух. Температура и экспозиция (продол-

жительности обработки) варьируют в зависимости от биологи-

ческих особенностей вируса и пораженного растения (табл. 6).

Режимы обработки устанавливают с таким расчетом, чтобы

вирусы инактивировались, а ткани растения сохраняли жиз-

неспособность. Для этого выявляют условия, при которых раз-

личия в чувствительности к температуре растения и вируса

281

6. Режим термотерапии некоторых растений от вирусных болезней

(по О. Ыу1апй, А. ОоЬееп, с сокращениями)

Режим обработки

Болезнь

Растение-хозяин

темпера-

тура, °С

время способ

Некротическая

кольцевая пятни-

стость сливы

Некроз коры гру-

ши

Хлоротичная коль-

цевая пятнистость

яблони

Комплекс болезней

земляники

Скручивание листь-

ев картофеля

Заболевание, вы-

зываемое вируса-

ми картофеля

Слива, вишня

Груша

Яблоня

Земляника

Картофель

17 дней

36 часов

28 дней

7 дней

30 мин

17 мин

7 дней

Воздушный

Водный

Воздушный

Водный

Воздушный

будут максимальными. Так, при одной и той же повышенной

температуре вода сильнее повреждает растения, чем воздух.

Растения земляники, например, сохраняют жизнеспособность

при температуре 35 °С в воде в течение 7 ч, а в воздухе —

7 дней. Иногда чередуют действие повышенными температурами

и нормальными.

Так, при длительном воздействии температуры 37—40 °С

клубни картофеля погибают. Если чередовать такую темпера-

турную обработку с обычными условиями, например прогре-

вать клубни по 4 ч в день, то они не повреждаются, а инакти-

вация вируса скручивания листьев происходит через шесть

недель.

Термотерапию используют для освобождения семян, поса-

дочного и прививочного материала от возбудителей вирусных

болезней. Воздействием повышенных температур можно эффек-

тивно подавлять вирусную инфекцию в семенах. Например, вы-

держивание семян томата в течение одного-двух дней при тем-

пературе 70 °С приводит к подавлению вируса табачной мозаи-

ки, не снижая их семенные качества.

Вирусы, которые не удается подавить полностью путем тер-

мотерапии, в условиях повышенных температур размножаются

и распространяются в растении медленнее. В результате по-

беги, образовавшиеся на растении в период воздействия высо-

кими температурами, могут не содержать вируса. Поэтому метод

термотерапии часто используют совместно с методом культуры

апикальных меристем. Растения предварительно выдерживают

282

при повышенных температурах и лишь затем срезают верху-

шечные меристемы. При этом повышается выход растений,

свободных от вирусных инфекций.

ХИМИОТЕРАПИЯ

Химические приемы борьбы с вирусной инфекцией имеют огра-

ниченное значение. Поскольку вирусы являются внутриклеточ-

ными паразитами, химические вещества должны одновременно

воздействовать и на вирус, и на клетку растения. Поэтому

химические соединения, подавляющие (инактивирующие) ви-

русы, не должны быть токсичными для клеток растения. Идут

многочисленные исследования по изысканию таких веществ, но

пока ни один способ химической обработки растений не при-

меняют на практике.

ИНГИБИТОРЫ ВИРУСОВ

Некоторые соединения (аналоги пуринов и пиримидинов и др.)

тормозят размножение вируса, но не уничтожают его. Такие

вещества получили название ингибиторов вирусов. Эти соеди-

нения разнообразны по химическому составу. Среди ингибито-

ров вирусов обнаружены протеиды, гликопротеиды, полисаха-

риды, нуклеиновые кислоты (РНК) и низкомолекулярные

соединения. По механизму действия их делят на две группы:

ингибиторы заражения и ингибиторы размножения. Ингибиторы

заражения блокируют вирусные частицы, вследствие чего по-

следние утрачивают инфекционность. Ингибиторы размножения

изменяют обмен веществ клетки растения-хозяина и тем самым

повышают устойчивость его к вирусу.

Некоторые ингибиторы применяют на практике. Так, анти-

биотики высших растений иманин и аренарин эффективны для

борьбы с ВТМ на табаке и томате.

НОМЕНКЛАТУРА И ТАКСОНОМИЯ

ФИТОПАТОГЕННЫХ ВИРУСОВ

Преобладающее большинство вирусов получило свое название

по наименованию поражаемого ими растения или по симптомам

болезни того растения-хозяина, из которого их удалось выде-

лить впервые. Поэтому во многих случаях из названия вируса

не следует, какое растение служит его наиболее типичным

хозяином Для наименования вирусов принято англоязычное

обозначение, например 1оЬасео тозаи V^^и5 — вирус табачной

мозаики.

Английские ученые А. Гиббс и Б. Харрисон предложили ис-

28а

пользовать для характеристики вирусов криптограммы, коди-

рующие их основные свойства: тип нуклеиновой кислоты, ее

массу; форму вирусных частиц; группу поражаемых растений;

тип переносчика. Однако эти криптограммы не получили все-

общего признания.

В процессе изучения растительных вирусов ученые неодно-

кратно делали попытки классифицировать их. Задачу по созда-

нию научно обоснованной универсальной систематики вирусов

взял на себя Международный комитет по таксономии вирусов.

В предложенной им системе использованы такие характери-

стики, как вид нуклеиновой кислоты, наличие у вириона обо-

лочки, характер генома и морфология частиц. Ниже приведен

сокращенный ее вариант, в котором представлены основные

группы фитопатогенных вирусов и описан типичный представи-

тель каждой группы.

По форме и строению вириона все вирусы объединены в три

типа: удлиненные (палочковидные или нитевидные), бацилло-

видные и изометрические.

УДЛИНЕННЫЕ ВИРУСЫ

Тобравирусы. Типичный представитель — вирус погремко-

вости табака ЦоЬгаи1гиз — 1оЪассо гаШе V^^из). В группу вхо-

дит вирус раннего побурения гороха. Передаются нематодами

и механическим путем. Заражают растения из различных

-семейств.

Тобамовирусы. Типичный представитель — вирус та-

бачной мозаики (^оЬатоV^^из—IоЬассо тозшс у1гиз). В группу

входят: вирус мозаики томата, различные вирусы бобовых,

тыквенных и др. Легко передаются механическим путем. Зара-

жают широкий круг растений, вызывая симптомы заболеваний

типа мозаики и некрозов.

Гордеивирусы. Типичный представитель — вирус штри-

ховатой мозаики ячменя (Ьаг1еу з1г1ре тозак, иьгиз). Пере-

даются с семенами. Заражают узкий круг растений, преиму-

щественно из семейства мятликовые.

Потекси вирусы. Типичный представитель — Х-вирус

картофеля (ро1а1о у1гиз X). В группу входят вирус мозаики

белого клевера и ряд других. Передаются механическим путем.

Узко специализированы. Вызывают симптомы заболеваний

типа мозаики.

Карлавирусы. Типичный представитель — латентный

вирус гвоздики (саг1ш1гиз: сатаНоп 1Шеп( ь1гиз). В группу

входят 5- и М-вирусы картофеля (иногда группу называют

группа 5-вируса картофеля), вирус прижилковой мозаики крас-

284