Лепроза цитрусовых (CL) — экономически важное вирусное заболевание, поражающее цитрусовые культуры. Это новое заболевание широко распространено в Южной и Центральной Америке, от Аргентины до Мексики . Заболевание связано с тремя различными несистемными вирусами, которые вызывают схожие симптомы у цитрусовых хозяев и передаются одним и тем же вектором, клещами рода Brevipalpus ; хотя у них существенно различаются геномы. Вирус лепроза цитрусовых ядерного типа (CiLV-N) обнаруживается в ядрах и цитоплазме инфицированных клеток, тогда как вирус лепроза цитрусовых цитоплазматического типа (CiLV-C) обнаруживается в эндоплазматическом ретикулуме. В 2012 году в Колумбии был обнаружен новый вирус, вызывающий схожие симптомы , и он был назван вирусом лепроза цитрусовых цитоплазматического типа 2 (CiLV-C2) из-за его близкого сходства с CiLV-C. Вирусы цитоплазматического типа являются наиболее распространенными и широко распространенными из трех видов.
Структура и геном
CiLV-N имеет короткие, стержнеобразные частицы, длиной от 120 до 130 нанометров (нм) и шириной от 35 до 40 нм, встречающиеся в ядре или цитоплазме инфицированных клеток и связанные с наличием вироплазмы в ядре. [1] Геном CiLV-N представляет собой двусоставную, отрицательно-полярную, одноцепочечную РНК ((-)ssRNA). Обе РНК имеют 3'-концевые поли(A)-хвосты. CiLV-N RNA1 (6268 нуклеотидов (нт)) содержит пять открытых рамок считывания (ORF), кодирующих нуклеокапсидный белок (N), предполагаемый фосфопротеин (P), белок перемещения от клетки к клетке (MP), матричный белок (M) и гликопротеин (G). CiLV-N RNA2 (5847 нт) содержит одну ORF, кодирующую модуль репликации РНК-зависимой РНК-полимеразы (RdRp). Размер и структура генома CiLV-N очень похожи на организацию генома вируса пятнистости орхидеи (OFV) [2] и, вероятно, являются представителем недавно предложенного рода Dichorhavirus .
CiLV-C имеет короткие, связанные с мембраной палочковидные частицы, длиной от 120 до 130 нм и шириной от 50 до 55 нм; он обнаруживается в эндоплазматическом ретикулуме в цитоплазме инфицированных клеток, а в цитоплазме наблюдается большая электронно-плотная вироплазма . [3] CiLV-C имеет двусоставной, положительно-полярный, одноцепочечный РНК ((+)ssRNA) геном. Обе РНК имели 3'-концевые поли(A)-хвосты. CiLV-C RNA1 (8729–8730 нт) содержит две ORF, кодирующие полипротеин массой 286 килодальтон (кДа), предположительно участвующий в репликации вируса, с четырьмя консервативными доменами: метилтрансфераза, протеаза, геликаза и РНК-зависимая РНК-полимераза (RdRp); и белок массой 29 кДа с неизвестной функцией. CiLV-C RNA2 (4969–4975 нт) содержит четыре ORF, кодирующие белки 15, 61, 32 и 24 кДа. Белок 32 кДа, по-видимому, участвует в межклеточном перемещении вируса (MP), но ни один из других белков не показал какого-либо консервативного домена белка . [4] [5]
CiLV-C2 ассоциируется с короткими палочковидными вирионами длиной от 100 до 110 нм и шириной от 40 до 50 нм [6] Геном CiLV-C2 состоит из РНК1 (8717) и РНК2 (4989 нт). Обе РНК также имели 3'-концевые поли(А)-хвосты. Структура генома CiLV-C2 очень похожа на организацию генома CiLV-C. CiLV-C2 РНК1 имеет две ОРС, кодирующие большой полипротеин (285 кДа), предположительно участвующий в репликации вируса, с пятью консервативными доменами (два метилтрансферазы, протеаза, геликаза и RdRp); и предполагаемый белок оболочки (CP) массой 29 кДа. CiLV-C2 RNA2 содержит пять ORF, которые потенциально кодируют пять белков: 15, 7, 61, 32 и 24 кДа, что похоже на предсказанные белковые массы для CiLV-C. Белок 32 кДа имеет консервативный домен белка перемещения от клетки к клетке, а небольшой гипотетический белок (7 кДа), который отсутствует в CiLV-C, имеет предполагаемый трансмембранный домен. [6]
Таксономическое положение
CiLV-N , вероятно, принадлежит к предлагаемому роду Dichorhavirus , связанному с семейством Rhabdoviridae , типовым представителем которого является вирус пятнистости орхидеи (OFV). [7] CiLV-C является типовым представителем нового принятого рода Cilevirus . [8] CiLV-C2 был предложен в качестве нового представителя рода Cilevirus . [6]
Передача инфекции
CiLV-N , CiLV-C и CiLV-C2 передаются ложными паутинными клещами или плоскими клещами, принадлежащими к роду Brevipalpus (Acari: Tenuipalpidae ). Три вида клещей в этом роде были зарегистрированы как переносчики CiLV: B. californicus Banks, B. obovatus Donnadieu и B. phoenicis Geijskes, последний считается основным переносчиком. [9] Три вида клещей имеют широкий круг хозяев и широко распространены. [10] Все активные стадии клеща (личинки, нимфы и взрослые особи) могут приобретать и передавать вирус, [11] хотя сообщалось, что личинки переносят вирус более эффективно. [12] Известно, что не существует трансовариальной передачи от самки к ее потомкам, [13] и что после заражения (период доступа к заражению составляет 2 дня) клещ остается вирулентным в течение всей жизни (персистентная передача), но не ясно, размножается ли вирус внутри переносчика. [9]
Сельскохозяйственное значение
CiLV вызывает локализованные симптомы на листьях, стеблях и плодах. На листьях характерные поражения часто круглые (от 5 до 12 миллиметров ( от 3 ⁄ 16 до 15 ⁄ 32 дюйма) в диаметре), хлоротичные или некротичные, окрашенные в цвет от светло-желтого до темно-коричневого. На более старых поражениях также можно заметить более темную центральную точку. [14] На молодых стеблях поражения небольшие, хлоротичные и неглубокие; со временем они становятся более темно-коричневыми или красноватыми и выступающими. На старых стеблях поражения могут объединяться и казаться больше. [14] На плодах темные и вдавленные поражения обнаруживаются в большом количестве и поражают только внешнюю часть. [15] Коммерческие потери возникают из-за нежелательного внешнего вида и опадения плодов. Сообщалось о некоторых различиях в симптомах, вызываемых CiLV-C и CiLV-N ; на листьях и плодах поражения, вызванные ядерным типом, меньше и многочисленнее, чем вызванные цитоплазматическим типом. Поражения, вызванные CiLV-C, показывают дополнительные ореолы, из-за чего они выглядят больше. [16] [17]
Это заболевание считается важной проблемой в цитрусоводстве в странах, где оно было установлено, и считается основным вирусным заболеванием цитрусовых в Бразилии. [9] Ущерб, причиненный проказой растениям и производству апельсинов, привел к ежегодным расходам в размере около 90 миллионов долларов США на митициды для борьбы с болезнью, что составляет около 40% расходов на удобрения и пестициды и около 16% от общих затрат на рощу. [18] Из-за своей широкой распространенности и потенциально высокого ущерба заболевание может привести к 100% потере урожая, в зависимости от восприимчивости сорта цитрусовых, изолята и контроля переносчика. [19] Поскольку CL считается карантинным заболеванием, международный маркетинг ограничен теми регионами, где заболевание не зарегистрировано. [20]
Долгое время считалось, что CiLV-C ограничивается родом Citrus , где виды демонстрируют разные степени восприимчивости: сладкие апельсины ( Citrus sinensis (L.) Osbeck) являются высоковосприимчивыми, мандарины ( C. reticulata Blanco) и грейпфруты ( C. paradisi Macfad.) умеренно восприимчивыми, а лимоны ( C. limon (L.) Osbeck) практически иммунными. [9] Тем не менее, CiLV-C также был обнаружен естественным образом заражающим виды, не относящиеся к цитрусовым, такие как Swinglea glutinosa Merr., используемый в качестве живых изгородей вокруг цитрусовых садов в Вильявисенсио, Колумбия, [21] и Commelina benghalensis L., сорняк, присутствующий в цитрусовых садах в Бразилии. [22] Эксперименты по механической передаче показали, что CiLV-C может передаваться другим видам, вызывая локальные поражения, [23] а также может передаваться клещами довольно широкому спектру экспериментальных видов растений. [24] Также была продемонстрирована передача B. phoenicis фасоли обыкновенной [25], и этот вид был предложен в качестве экспериментального индикатора. [26]
Диагноз
Цитрусовая лепра в основном обнаруживается путем наблюдения за местными поражениями с характерными симптомами. Наличие частиц CiLV-N и CiLV-C в пораженной ткани может быть подтверждено с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). [1] [3] Также доступны другие лабораторные методы обнаружения, такие как иммуноферментный анализ с двойными антителами (DAS-ELISA), непрямой ИФА, иммуноферментный анализ дот-блоттинга и иммунозахват-обратная транскрипция-полимеразная цепная реакция с использованием моноклональных и поликлональных антител; [27] [28] [29] и обратная транскрипция-полимеразная цепная реакция (ОТ-ПЦР). [6] [30] [31] [32]
Эпидемиология
CL был первоначально описан в том, что сейчас называется Филипп Парк , Флорида, в 1907 году Фоэттом, который назвал его «чешуйчатой корой» и «ржавчиной шляпки гвоздя». [33] [34] Однако болезнь, по-видимому, исчезла из Флориды с 1960-х годов, [35] [33] , возможно, из-за сокращения популяции переносчиков, вызванного морозной погодой и интенсивным применением серы. [36] Есть доказательства того, что CL был вызван ядерным типом. [37] Первое сообщение о CL в Южной Америке было в 1920 году в Парагвае, [38] позже о нем сообщили в Бразилии, [39] Аргентине и Уругвае. [40] CiLV-C был обнаружен в Боливии, Венесуэле и Колумбии, и он распространяется на север через Панаму, Коста-Рику, Никарагуа, Гватемалу, Гондурас, Сальвадор и Мексику. [9] [41] CiLV-N также был зарегистрирован в штатах Сан-Паулу, Риу-Гранди-ду-Сул и Минас-Жерайс в Бразилии, Бокете в Панаме и в штате Керетаро в Мексике. [2] [9] Недавно в Касанаре, Колумбия, было зарегистрировано смешанное заражение одного и того же растения двумя вирусами CiLV-N и CiLV-C2. [32] Недавнее распространение проказы цитрусовых в Центральной Америке представляет потенциальную угрозу для цитрусовых культур в Северной Америке, где также присутствует этот переносчик.
Управление
CL в основном контролируется посредством управления клещами. Большинство из имеющихся в настоящее время митицидов эффективны, [42] хотя устойчивость клещей уже обнаружена. [43] [44] Биологические альтернативы, такие как клещевые хищники и энтомопатогенные грибы, были зарегистрированы с многообещающими результатами. [41] [45] Инокулят вируса может быть уменьшен путем внедрения некоторых агротехнических приемов, таких как удаление пораженных ветвей, использование ветрозащитных полос для уменьшения распространения вектора ветра, борьба с сорняками (альтернативные хозяева клещей), использование здоровых растений и контроль перемещения людей и материалов в саду. [41] Хотя устойчивость наблюдалась между различными видами цитрусовых , в этой области было проведено мало исследований с целью выявления коммерческих устойчивых сортов. Одно исследование, разработанное с использованием гибридной популяции, предполагает, что наследование устойчивости к проказе может контролироваться всего несколькими генами. [46]
^ Childers, CC; Rodrigues, JCV; Welbourn, WC (2003). «Растения-хозяева Brevipalpus californicus , B. obovatus и B. phoenisis (Acari:Tenuipalpidae) и их потенциальное участие в распространении одного или нескольких вирусных заболеваний, переносимых этими клещами». Experimental and Applied Acarology . 30 (1–3): 29–105. doi :10.1023/b:appa.0000006544.10072.01. PMID 14756412. S2CID 29730760.
^ Кьявегато, Л. (1996). «Биологические аспекты и передача лепры от лепры акаро Brevipalpus phoenicis Geijskes em citros». Ларанджа . 17 (1): 229–235.
^ Чагас, М.; Россети, В.; Чиавегато, Л. (1983). «Влияние биологического цикла Brevipalpus phoenicis на передачу лепры». Анналы IX конференции Международной организации вирусологов цитрусовых. Риверсайд, Калифорния : 69.
^ Боаретто, MAC; Кьявегато, Л:Г; Сильва, C:A:D (1993). «Передача проказы от женщин Brevipalpus phoenicis (Geijskes, 1939) (Acari: Tenuipalpidae) и seus потомков, в условиях лаборатории». Сентифика, Сан-Паулу . 21 (2): 245–253.
^ ab Bastianel, M; Freitas-Astúa, J; Kitajima, EW; Machado, MA (2006). "Патосистема лепроза цитрусовых". Summa Phytopathologica . 32 (3): 211–220. doi : 10.1590/s0100-54052006000300001 .
^ Родригес, JCV; Китадзима, EW; Чайлдерс, CC; Чагас, CM (2003). «Вирус цитрусовой лепры, перенесенный Brevipalpus Phoenisis (Acari: Tenuipalpirae) на цитрусовые в Бразилии». Экспериментальная и прикладная акарология . 30 (1–3): 161–179. doi :10.1023/b:appa.0000006547.76802.6e. PMID 14756415. S2CID 13542435.
^ Китадзима, EW; Ферререйра, главный исполнительный директор; Фрейтас-Астуа, Ж; Мачадо, Массачусетс (2004). «Окорренция от лепры цитрусовых, ядерный тип (CiLV-N) в муниципалитетах Монтеалегре до Сул и Ампаро». Сумма фитопатологии . 30:68 .
^ Маркес, JPR; Китадзима, EW; Фрейтас-Атуа, Ж.; Аппеццато-Да-Глория, Б (2010). «Сравнительное морфоанатомическое исследование поражений, вызванных вирусом лепры цитрусовых, на сладком апельсине». Анаис да Академия Бразилиа де Сиенсиас . 82 (2): 501–511. дои : 10.1590/s0001-37652010000200025 . ПМИД 20563430.
^ Айрес, А. "Борьба с болезнями цитрусовых в Бразилии". www.fao.org . Получено 29 ноября 2014 г.
^ Rodrigues, JCV (2000). Взаимоотношения между патогеном, вектором и растением в системе лепроза цитрусовых. Кандидатская диссертация . Piracicaba, SP, Бразилия: Университет Сан-Паулу.
^ Леон, Дж. (2012). «Текущий статус вируса лепры цитрусовых (CiLV-C) и его переносчика Brevipalpus phoenicis (Geijskes)». Агрономия Колумбия . 30 (2): 242–250.
^ Леон, Джорджия; Бесерра, Швейцария; Фрейтас-Астуа, Ж.; Салароли, РБ; Китаджима, EW (2008). «Естественная инфекция Swinglea Glutinosa вирусом лепры цитрусовых цитоплазматического типа (CiLV-C) в Колумбии». Болезни растений . 92 (9): 1364. doi :10.1094/pdis-92-9-1364c. ПМИД 30769432.
^ Нуньес, Массачусетс; Бергамини, член парламента; Коэрини, LF; Бастианель, М.; Новелли, В.М.; Китадзима, EW; Фрейтас-Астуа, Ж. (2012). «Вирус цитрусовой лепры С, естественным образом заражающий Commelina benghalensis, распространенный однодольный сорняк в цитрусовых садах Бразилии». Болезни растений . 96 (5): 770. doi :10.1094/pdis-11-11-0925-pdn. ПМИД 30727543.
^ Гарита, LC; Тасси, AD; Калегарио, RF; Китаджима, EW; Карбонелл, SAM; Фрейтас-Астуа, J. (2013). "Фасоль обыкновенная: Экспериментальное индикаторное растение для вируса проказы цитрусовых C и некоторых других цитоплазматических вирусов, переносимых Brevipalpus". Plant Disease . 97 (10): 1346–1351. doi :10.1094/pdis-12-12-1143-re. PMID 30722150.
^ Калегарио, РФ; Локали, ЕС; Стах-Мачадо, ДР; Перони, Луизиана; Казерта, Р.; Салароли, РБ; Фрейтас-Астуа, Ж.; Мачадо, Массачусетс; Китадзима, EW (2013). «Поликлональные антитела к предполагаемому белку оболочки вируса лепры C цитрусовых, экспрессируемые в Escherichia coli: производство и использование в иммунодиагностике» (PDF) . Троп. Растительный патол . 38 (3): 188–197. дои : 10.1590/s1982-56762013005000005 .
^ Choudhary, N.; Roy, A.; León, MG; Picton, DD; Wei, G.; Nakhla, MK; Levy, L.; Brlan-Sky, RH (2013). «Иммунодиагностика вируса лепроза цитрусовых C с использованием поликлональных антител к экспрессируемому предполагаемому белку оболочки». J. Virol. Methods . 193 (2): 548–553. doi :10.1016/j.jviromet.2013.07.035. PMID 23911294.
^ Choudhary, N.; Roy, A.; Govindarajulu, A.; Nakhla, MK; Levy, L.; Brlansky, RH (2014). «Производство моноклональных антител для обнаружения вируса лепроза цитрусовых C в иммуноферментных анализах и иммунозахватной обратной транскрипции-полимеразной цепной реакции». Journal of Virological Methods . 206 : 144–149. doi : 10.1016/j.jviromet.2014.06.010. PMID 24956418.
^ Кубо, KS; Новелли, VM; Бастианель, M.; Локали-Фабрис, EC; Антониоли-Луизон, R.; Мачадо, MA; Фрейтас-Астуа, J. (2011). «Обнаружение вирусов, передаваемых Brevipalpus, в их клещевых переносчиках с помощью ОТ-ПЦР». Exp. Appl. Acarol . 54 (1): 33–39. doi :10.1007/s10493-011-9425-9. PMID 21279538. S2CID 31600294.
^ Локали, ЕС; Фрейтас-Астуа, Ж.; Соуза де, А.А.; Такита, Массачусетс; Астуа-Монж, Г.; Антониоли, Р.; Китадзима, EW; Мачадо, Массачусетс (2003). «Разработка молекулярного инструмента для диагностики лепры, серьезной угрозы производству цитрусовых в Америке». Болезни растений . 87 (11): 1317–1321. дои : 10.1094/pdis.2003.87.11.1317. ПМИД 30812546.
^ ab Roy, A.; León, MG; Stone, AL; Schneider, WL; Hartung, JS; Brlansky, RH (2014). "Первый отчет о вирусе лепроза цитрусовых ядерного типа в сладком апельсине в Колумбии". Plant Disease . 98 (8): 1162. doi : 10.1094/pdis-02-14-0117-pdn . PMID 30708809.
^ ab Childers, Carl C.; Rodrigues, José CV (2011-12-20). «Обзор клещей Brevipalpus (Acari: Tenuipalpidae) и вирусов растений, которые они передают». Zoosymposia . 6. Magnolia Press : 180–192. doi : 10.11646/zoosymposia.6.1.28 . ISSN 1178-9913.
^ Фосетт, Говард Сэмюэл (1911). «Шелушащаяся кора или «ржавчина шляпки гвоздя» цитрусовых». Бюллетень Флоридской сельскохозяйственной экспериментальной станции (106). Гейнсвилл, Флорида , США: Флоридская сельскохозяйственная экспериментальная станция, Университет Флориды: 41. ASIN B00089SF00. ISSN 0096-607X. OCLC 18160315. OCLC 903637507. Google Книги. AGRIS id US201300451845. AGRIS id US201300067868.
^ Childers, CC; Rodrigues, JCV; Derrick, KS; Achor, DS; French, JV; Welbourn, WC; Ochoa, R.; Kitajima, EW (2003). «Цитрусовая проказа и ее статус во Флориде и Техасе: прошлое и настоящее». Experimental and Applied Acarology . 30 (1–3): 181–202. doi :10.1023/b:appa.0000006548.01625.72. PMID 14756416. S2CID 19178892.
^ Childers, CC; Rodriguez, JCV; Kitajima, EW; Derrick, KS; Rivera, C.; Welbourn, W. (2001). «Стратегия контроля для прерывания цикла переноса вируса Brevipalpus spp. и рабдовирусной болезни, проказы цитрусовых». Manejo Integrado de Plagas (Коста-Рика) . 60 : 76–79.
^ Китадзима, EW; Чагас, CM; Харакава, Р.; Калегарио, РФ; Фрейтас-Астуа, Ж.; Родригес, JCV; Чайлдерс, CC (2011). «Цитрусовый проказ во Флориде, США, по-видимому, был вызван ядерным типом вируса цитрусового лепроза ( CiLV-N )». Версия вируса Res . 16 (1–2): 1–5. дои : 10.17525/vrr.v16i1-2.51.
^ Спегаццини, C (1920). «Sobre algunas enfermedades y hongos que afectan las plantas de ¨agrios¨ en el Paraguay». Энн. Соц. Цент . 90 : 155–188.
^ Битанкур, А.А. (1934). «Relaçao das doenças e fungus parasitas observados na secçao de Fitopatologia durante os de 1931 и 1932». Арк. Инст. Биол . 5 : 39–45.
^ Омото, К.; Альбес, Е.Б.; Рибейро, ПК (2000). «Обнаружение и мониторинг устойчивости Brevipalpus phoenicis (Geijkes) (Acari: Tenuipalpidae) к дикофолу». Анаис да Sociedade Entomológica do Brasil . 29 (4): 757–764. дои : 10.1590/s0301-80592000000400016 .
^ Омото, К.; Алвес, Э. (2004). «Сопротивление акарицидам и акарицидам в цитрусовых». Визао Агрикола . 2 : 82–86.
^ Magalhaes, BP; Rodrigues, JC; Boucias, DG; Childers, DG (2005). «Патогенность Metarhizium anisoplae var Acridum по отношению к ложному паутинному клещу Brevipalpus phoenicis (Acari:Tenuipalpidae)». Florida Entomologist . 88 (2): 195–198. doi : 10.1653/0015-4040(2005)088[0195:pomava]2.0.co;2 .
^ Bastianel, M.; de Oliveira, AC; Cristofani, M.; Filho, OG; Freitas-Astúa, J.; Rodrigues, V.; Astúa-Monge, G.; Machado, MA (2006). «Наследование и наследуемость устойчивости к цитрусовой лепре». Фитопатология . 96 (10): 1092–1096. doi :10.1094/phyto-96-1092. PMID 18943497.