Фитопатогенные вирусы

Родственная клубеньковым высокопатогенная бактерия вызывает разрастание пораженных тканей у многих растений — бактериальный рак или корончатые галлы. Подвержены заболеванию яблоня, виноградная лоза, томаты, табак, подсолнечник и другие культуры. Долгое время эта бактерия представляла для ученых исключительно негативный интерес, но затем у нее были открыты замечательные свойства; заставившие по-новому посмотреть на возможности ее использования. Давно было замечено, что в зрелых галлах бактерии отсутствуют, тем не менее кусочки стерильных (не содержащих бактерии) опухолей можно перевивать на другие растения и вызывать их разрастания.   Оказалось, что деление зараженных клеток растения вызывает не сама бактерия, а находящаяся в пей плазмида — мелкая вирусоподобная частица, способная к саморепродукции и миграции из одной клетки в другую. В зараженных клетках эта так называемая Ti плазмида выходит из бактериальной клетки, проходит в ядро клетки хозяина и внедряется в хромосомы, становясь частью генетического материала растительной клетки. Наличие в ядре Ti плазмиды нарушает согласованность в деятельности ядерных генов и вызывает неупорядоченное клеточное деление. Образуется галл. Интерес к Ti плазмиде вызван ее способностью переносить в геном высшего растения некоторые бактериальные гены, отсутствующие у растений. Поэтому возникла идея с помощью генной инженерии нагрузить плазмиду полезными для нас генами (например, генами синтеза отсутствующих у растений витаминов, таких как В12, или даже генами, необходимыми для азотфиксации) и перенести их в хромосомы культурного растения. Конечно, до реализации этих идей пока еще очень далеко, но тем не менее широкий масштаб исследований, проводимых генетиками и молекулярными биологами разных стран с бактерией и ее плазмидой, Вселяют надежды на успех. Ti плазмида уникальна именно тем, что может переходить из бактериального генома в геном высшего растения. А вообще наличие плазмид, мигрирующих между бактериальными клетками, — обычное свойство бактерий. И ничего хорошего оно не несет. Скорее наоборот. На плазмидах могут находиться гены, необходимые для синтеза ферментов, разрушающих растительные субстраты, вивотоксинов и других соединений, обеспечивающих патогенпость бактерий к растениям-хозяевам. В результате обмена плазмидами повышается общая жизнеспособность и патогенность бактериальных популяций. Фитопатогенные бактерии, попадая в почву с разложившимися растительными остатками, могут там обмениваться плазмидами с бактериями, токсикогенными и патогенными для животных и человека. Это влечет за собой такие неприятные факторы, как устойчивость к антибиотикам, способность к токсинообразованию и так далее. Так как разговор у нас перешел с бактерий па плазмиды, которые по биологическим и физико-химическим свойствам близки к вирусам, займемся вирусами.Вирусы с большой натяжкой можно назвать организмами, так как они лишены основной черты земных организмов — клеточного строения. То, что обычно называют вирусами и чьи фотографии, увеличенные микроскопом в десятки тысяч раз, приводятся на страницах журналов и книг, представляет собой инертные частицы, в простейшем случае состоящие из одной молекулы нуклеиновой кислоты, окруженной большим числом упорядоченно расположенных одинаковых молекул белка, и способные, подобно минералам, формировать кристаллы. Для того, чтобы перейти в активное состояние, вирусная частица должна попасть в клетку хозяина и исчезнуть в ней. Белковые молекулы удаляются и остается лишь молекула нуклеиновой кислоты с записанным на ней кодом для синтеза белков. Таким образом, активный вирус — всего лишь короткая матрица, состоящая из нескольких генов. Ее реализация может быть осуществлена белоксинтезирующим аппаратом клетки хозяина из строительных материалов хозяина и с помощью энергии, поставляемой тем же хозяином. Но чем короче матрица, тем эффективнее она работает: за короткий срок в одной зараженной клетке накапливаются миллионы молекул вирусной РНК и миллиарды молекул белка, которые переходят в другие клетки, разносятся током питательных веществ во все части растения и в каждой новой клетке синтезируют себе подобные молекулы, присоединении образующие вирусные частицы. Большая группа вирусов накапливаются обычно в паренхиме. Это основная ткань листьев, клетки ее богаты хлоропластами и играют главную роль в производстве продуктов фотосинтеза. Вирусная инфекция вызывает частичное или полное разрушение хлорофилла, и, как следствие, ослабление зеленой окраски. Поскольку   концентрация   вирусных   частиц в разных чистках листа не одинакова, пораженные листья прибегают мозаичную окраску — темно-зеленые участки чередуются со светло-зелеными, желтыми или даже белыми. Мозаики табака, сахарной свеклы, огурцов, фасоли, малины и других культурных и диких растений и широко распространены и вызывают большие порчи урожая. Некоторые вирусы выбирают не паренхиму, а клетку в проводящей ткани, по которым осуществляется транспорт питательных веществ. Проводящая система гений похожа на улицу с двусторонним движением:  ни снизy вверх, от корней в надземные органы, по сосудам ксилемы поднимается вода с растворенными в ней минеральными солями, а от листьев ко всем органам двинутся по флоэме ассимиляты (продукты фотосинтеза). Если грибные паразиты повреждают в основном ксилему, заставляя растение испытывать дефицит воды, то вирусы, наоборот, чаще оккупируют флоэмные клетки, препятствуя транспорту ассимилятов из листьев. И результате в листьях накапливается избыток крахмала, а генеративные и запасающие органы (плоды, клубни, корнеплоды) из-за недостатка питательных Веществ остаются недоразвитыми. Вирусы флоэмы, называют желтушными (одна из первых описанных болезней этого типа получила начните желтухи астр, после чего все сходные болезни I коке стали называть желтухами). Однако, как оказалось, желтуху астр вызывает не вирус, а микоплазма мелкая, лишенная клеточной стенки бактерия, обитающая в клетках   флоэмы и вызывающая   поражения, сходные по симптомам с вирусными. Желтушные вирусы вызывают более глубокие растройства у зараженных растений, нежели мозаичные. Кроме дезорганизации транспорта ассимилятов (а может быть, и вследствие этого) они нарушают регуляцию процессов развития, что влечет за собой патологические изменения в росте, превращение цветков в листочки и другие уродства. Наиболее распространенные желтухи — закукливание овса, карликовость риса, скручивание листьев картофеля и хлопчатника.

Устьица как метод проникновения грибов Увядание Типы питания грибов-паразитов Болезнь растений - ржавчина Бактерии — возбудители болезней растений Цветковые растения-паразиты Растительноядные нематоды О массовых заболеваниях растений Фитофтороз в Европе Кофейная ржавчина