Вирус мозаики люцерны (AMV), также известный как вирус мозаики люцерны или вирус ситцевого картофеля , является распространенным по всему миру фитопатогеном , который может привести к некрозу и желтой мозаике на большом количестве видов растений, включая коммерчески важные культуры. Это единственный Alfamovirus семейства Bromoviridae . В 1931 году Weimer JL был первым, кто сообщил об AMV в люцерне ( Medicago sativa ). Передача вируса происходит в основном некоторыми тлями (тлями), семенами или пыльцой на семена. [1] [2]
Вирион имеет капсид (белок оболочки), но не имеет оболочки. Икосаэдрическая симметрия капсида имеет округлую или удлиненную форму. Диапазон длины частицы вириона составляет около 30–57 нм. AMV является многокомпонентным вирусом и состоит из четырех частиц (трех палочковидных и одной сфероидальной) диаметром 18 нм. [3] [4]
Генетический материал AMV состоит из трех линейных РНК с положительной полярностью (РНК 1, РНК 2 и РНК 3) и субгеномной РНК (РНК 4), которая получается путем транскрипции отрицательной полярности РНК 3. РНК 1 и 2 кодируют белки, необходимые для репликации. РНК 3 необходима для синтеза белка, отвечающего за перемещение от клетки к клетке. РНК 4 кодирует капсид. [ необходима цитата ]
Помимо инкапсуляции и ее роли в движении, вирусный белок оболочки играет роль в инициации репликации РНК. Это свойство называется активацией генома и означает, что геномная нуклеиновая кислота не является инфекционной без капсида. Для инфекции требуется специфическая ассоциация белка оболочки с 3'-концевыми последовательностями РНК или с субгеномной мРНК. [ необходима цитата ]
Частицы палочковидной формы содержат отдельно инкапсулированные РНК 1, 2 и 3. Сфероидальные частицы имеют по две копии РНК 4. Нуклеотидная последовательность полного генома была определена, и длина генома составляет 8274 нуклеотида (или 9155, включая субгеномную РНК). РНК 1, 2, 3 и 4 имеют длину соответственно 3644 (3,65 кб), 2593 (2,6 кб), 2037 (2,2 кб) и 881 (0,88 кб) нуклеотидов. [5] [6] [7]
Цикл AMV можно разделить на пять этапов:
(Большинство деталей цикла репликации до сих пор неизвестны). [8]
AMV поражает более 600 видов растений в 70 семействах (экспериментальные и естественные хозяева). Некоторые хозяева: картофель ( Solanum tuberosum ), горох ( Pisum sativum ), табак ( Nicotiana tabacum ), томат ( Lycopersicon esculentum ), синяя борода ( Caryopteris incana ), ...
Симптомы варьируются от увядания, белых пятен, деформаций, таких как карликовость, кольцевые пятна, крапинки, мозаика до некроза в зависимости от штамма вируса, разновидности хозяина, стадии роста при заражении и условий окружающей среды. Признаки заражения могут сохраняться или быстро исчезать. Вирус можно обнаружить в любой части растения-хозяина. Вирионы в основном находятся в цитоплазме зараженного растения (в виде включений ; включения вируса мозаики люцерны). [ необходима цитата ]
In vitro AMV имеет продолжительность жизни 1–4 дня (иногда намного дольше). Температура и свет являются факторами окружающей среды, которые оказывают наибольшее влияние на размножение и перемещение AMV в растении и, таким образом, косвенно на симптомы. При низкой температуре появление некроза, например, меньше, чем при высокой температуре. Вирус обычно достигает своей температуры инактивации при 60–65 °C. Темные условия замедляют размножение вируса, в то время как свет ускоряет его. Гипотеза этого явления заключается в том, что затенение вызывает снижение продукции АТФ путем фотосинтеза. Было обнаружено, что оптимальный pH для AMV в соке составляет около pH 7–7,5 (в зависимости от вида хозяина). Было доказано, что в важной кормовой траве люцерне заражение AMV приводит к снижению количества Cu, Fe, Mn, P и Zn. С другой стороны, наблюдалось увеличение N (вирусного белка). Зараженная люцерна также не была признана вредной для домашних животных. [9] [10] [11] [12]
AMV — очень изменчивый вирус растений, и существует несколько штаммов с небольшими различиями (штамм Q, штамм S, штамм 425, штамм AlMV-B, штамм AlMV-S,...). Различие основано на различных симптомах у одного или двух выбранных хозяев, а также, например, на дифференциальных физико-химических свойствах. [13]
Переносчиками являются насекомые отряда Hemiptera , семейства Aphididae ; известно, что эту роль играют зеленая персиковая тля ( Myzus persicae ) и по крайней мере 14 других видов. AMV также может передаваться семенами, пыльцой, посредством механической инокуляции сока растений и паразитическим растением повилика ( Cuscuta ). Сочетание зараженных семенами растений и распространения тлями приводит в основном к высоким уровням заражения. [ необходима цитата ]
Круг хозяев вируса широк и включает продовольственные и пастбищные культуры (горох, чечевица, картофель, клевер,...). Заражение AMV приводит к значительным потерям урожая, снижает выживаемость зимой и способствует заражению пораженного растения другими патогенами. [14]
Инсектициды против тли неэффективны для контроля AMV. Рекомендации: посев здоровых семян (некоторые компании по производству семян продают семена, проверенные на AMV), борьба с сорняками, избегание выращивания культур рядом с зараженными пастбищами и другие агротехнические приемы для минимизации AMV. [15] Была проведена работа по созданию трансгенных растений, устойчивых к AMV. Например, ДНК, полученная из AMV, кодирующая ген капсида, была введена в растения люцерны. Это снизило восприимчивость растений к заражению AMV, и растения стали бы меньшим резервуаром вируса для распространения на другие растения. [16]