Wirus marchwi Y
| Klasyfikacja wirusów | |
|---|---|
| Y | |
| (nierankingowe): | Wirus |
| królestwo : | Rybowiria |
| Królestwo: | Orthornawirusy |
| Gromada: | Pisuviricota |
| Klasa: | Stelpaviricetes |
| Zamówienie: | Patatawirusy |
| Rodzina: | Potyviridae |
| Rodzaj: | Potywirus |
| Gatunek: |
Wirus marchwi Y
|
Wirus Y marchwi ( CarVY ) jest wirusem (+)ss-RNA, który atakuje uprawy z rodziny marchwi ( Apiaceae ), takie jak marchew, anyż, trybula, kolendra, kminek, koper i pasternak. Marchew to jedyna znana uprawa, która została zainfekowana na polu. Zakażenie wirusem prowadzi do zdeformowanych korzeni i przebarwionych lub cętkowanych liści. Wirus rozprzestrzenia się za pośrednictwem owadów-wektorów i obecnie występuje tylko w Australii.
Objawy
Listowie
Objawy CarVY na liściach marchwi mogą obejmować chlorotyczną plamistość (nieregularne małe żółte plamy), martwicę lub zaczerwienienie listków brzeżnych, uogólnioną chlorozę liści i zahamowanie wzrostu roślin. Martwica występuje, gdy komórki lub tkanki żywego organizmu umierają lub ulegają degeneracji. Martwica roślin powoduje ciemnienie i więdnięcie liści, łodyg i innych części rośliny. Wynika to z tego, że wirus wykorzystuje roślinę jako żywiciela, ponieważ energia rośliny jest kierowana raczej na wirusa niż na wzrost rośliny. Z biegiem czasu to wyczerpanie energii prowadzi do martwicy w zainfekowanym obszarze, w którym wirus się replikuje. W przypadku chlorozy roślin tkanki, które normalnie są zielone, stają się blade, żółte lub wyblakłe. Wynika to z chlorofilu z powodu zakażenia wirusem. Ponadto zainfekowana roślina może mieć wygląd „pierzasty” ze względu na wzrost podziałów listków marchwi .
Objawy na liściach i objawy karłowatości roślin różnią się znacznie między różnymi odmianami marchwi. Niektóre rośliny rozwiną oczywiste objawy, które można łatwo zobaczyć z daleka. Jednak inne mogą wykazywać objawy, które są tak łagodne, że trudno je dostrzec nawet po dokładnym zbadaniu dotkniętych roślin. W aktywnie rosnących uprawach marchwi objawy CarVY na liściach łatwo pomylić z objawami niedoborów pokarmowych. Ponadto hodowcy rutynowo przestają dodawać nawozy pod koniec każdego sezonu wegetacyjnego, aby ograniczyć zaburzenia po zbiorach marchwi. Powoduje to objawy żółknięcia liści, które można pomylić z objawami przypominającymi te powodowane przez CarVY.
Korzenie
Korzenie roślin marchwi również ulegają silnej deformacji w wyniku infekcji CarVY. Kiedy rośliny marchwi zostaną zainfekowane CarVY na wczesnym etapie cyklu wzrostu, ich korzenie są krótkie, z poważnymi zniekształceniami i guzowatością (zespół „marchwi Michelin”). Marchew zakażona w późniejszym okresie życia jest cieńsza i dłuższa niż marchew zakażona wcześniej. Co więcej, u roślin zakażonych wcześnie wierzchołki korzeni mają tendencję do wynurzania się z gleby i wystawiania na działanie słońca. Powoduje to, że „łopatki” marchwi zmieniają kolor na zielony. Wcześnie zainfekowane rośliny mają również poważne zniekształcenie wewnętrznego kambium naczyniowego . Zamiast normalnego okrągłego kształtu marchew ma gwiaździsty kambium naczyniowy składający się z wielu wykrzywień.
Całe pola zostały opuszczone z powodu infekcji upraw. Poważne deformacje korzeni związane z wczesną infekcją wirusową sprawiają, że marchew nie nadaje się do sprzedaży. Marchewki porażone w późniejszej fazie cyklu wzrostu nie wykazują tak dramatycznych deformacji, ale nadal są uważane za mniej pożądane i sprzedawane po znacznie niższej cenie.
Struktura
CarVY należy do rodziny wirusów Potyviridae . Potywirusy to wirusy bez otoczki , które są symetrycznie spiralne. Te nitkowate wirusy mają zazwyczaj długość 720-850 nm i średnicę 12-15 nm. Ich giętkie wiriony można łatwo zidentyfikować w próbkach zakażonych liści marchwi za pomocą mikroskopii elektronowej .
Genom
Niesegmentowany, liniowy genom CarVY ma 1754 kb. CarVY ma zwykle szerokość 11 nm i długość 770 nm.
Wektory
Mszyce
CarVY jest przenoszony między roślinami przez mszyce , w tym mszyce, które normalnie nie kolonizują marchwi. Mszyce to owady o miękkim ciele, które żywią się sokiem roślinnym . Ich ssące aparaty gębowe umożliwiają przenoszenie wirusów między roślinami. Dzięki zdolności do rozmnażania bezpłciowego są w stanie bardzo szybko się rozmnażać i kolonizować. To pozwala im bardzo szybko rozprzestrzeniać wirusa. Najskuteczniejszym przekaźnikiem wirusa jest Myzus persicae (M. personae) , mała mszyca zielona, powszechnie znana jako mszyca brzoskwiniowa . Żywiąc się sokiem marchwi, mszyce połykają wirusa żywiciela, który mogą później przenosić na inne niezainfekowane rośliny, którymi będą się żywić. Inne gatunki kolonizujące, takie jak Aphis spiraecola (mszyca zielona cytrusowa) i D. apiifolia (mszyca pietruszkowa) również mogą być skutecznymi wektorami wirusa. Skutecznymi przekaźnikami mogą być również gatunki niekolonizujące, takie jak Lipahis erysimi (mszyca rzepakowa) i Acyrthosiphon kondoi (mszyca niebieskozielona).
Posiew
Nie wiadomo, czy zainfekowane nasiona mogą przenosić wirusa na inne nasiona. Jeśli w przyszłych badaniach zostanie potwierdzone, że CarVY jest przenoszony, oczekuje się, że będzie to tylko niski poziom, ponieważ wirus mozaiki sałaty (LMV), potywirus, jest przenoszony tylko na bardzo niskim poziomie. LMV jest potywirusem atakującym uprawy warzyw. Jeśli przeniesienie nasion zostanie potwierdzone, materiał siewny będzie musiał być rutynowo testowany przed siewem.
Przenoszenie
Jeśli mszyca jest w stanie z powodzeniem przyjąć wirion, a wirion pozostaje stabilny, wirus może zostać przeniesiony na nowego żywiciela. W odniesieniu do mszyc potywirusy są wirusami nie krążącymi. Wirusy nie krążące są związane z aparatem gębowym i jelitem przednim , co daje im bardziej powierzchowny i przejściowy związek z wektorem. Wydaje się, że CarVY nie szkodzi swemu wektorowi mszyc. Transmisja wirusa składa się z co najmniej trzech etapów:
Nabytek
Pierwszym etapem przenoszenia wirusa jest nabycie, które polega na wchłonięciu wirusa z zainfekowanego źródła. Mszyce są dobrze zaprojektowane do pełnienia roli wektorów. Ich aparat gębowy składa się z przypominającego igłę mandrynu , który jest w stanie przebić ściany komórek roślinnych w celu pożywienia się słodkim sokiem rośliny. Mszyce mogą ułatwiać pobieranie i dostarczanie wirionów do komórek roślinnych bez powodowania zbyt wielu nieodwracalnych uszkodzeń żywiciela.
Stabilizacja
Celem drugiego etapu transmisji jest stabilne zatrzymanie nabytych wirionów w wektorze w określonych miejscach. Wirus przeznaczony do zaszczepienia jest zatrzymywany w miejscach w obrębie mandrynu i przewodu pokarmowego lub w jelicie przednim. Wiriony potywirusowe nie mogą być przenoszone samodzielnie. Raczej łączą się z drugim kodowanym przez wirusy białkiem pomocniczym, określanym jako „ komponent pomocniczy ” (HC). Wirion i HC łączą się z wyściółką naskórka kanału pokarmowego mszycy. „Hipoteza pomostowa” pomaga wyjaśnić, w jaki sposób HC działa jako pomost łączący wiriony z kanałem pokarmowym wektora mszycy. HC jest białkiem wielofunkcyjnym, a mutacje w domenach tworzących białko HC mogą wpływać na transmisję.
Szczepienie ochronne
Ostatnim etapem transmisji jest inokulacja. Inokulacja polega na uwolnieniu związanych lub zatrzymanych wirionów i dostarczeniu ich do miejsca zakażenia. Igłopodobny mandryn dostarcza wiriony do nowej rośliny żywicielskiej. Ślinienie może być ważne w zwiększaniu uwalniania związanych wirionów i ich dostarczaniu do komórek roślinnych.
Cykl replikacji
Cykl replikacji CarVY nie został dokładnie zbadany, ale można założyć, że wirus podąża za cyklem infekcyjnym (+) ss-RNA potywirusa.
Podobnie jak inne wirusy roślinne (+)RNA, potywirusy wykorzystują maszynerię syntezy białek gospodarza do produkcji białek wirusowych . Wykorzystują również błony wewnętrzne i komórkowe systemy wydzielnicze do tworzenia wirusowych kompleksów replikacyjnych (VRC) i wykorzystują plazmodesmy łączące komórki ( PD) do rozprzestrzeniania genomu wirusa na inne komórki gospodarza.
Potyvirus przenika do komórki gospodarza, infekując ją w ten sposób. Wirus jest niepowlekany, w procesie, w którym usuwane są helikalne białka wirusowe. To wystawia wirusowe genomowe RNA na działanie cytoplazmy. Następnie RNA ulega translacji w celu wytworzenia poliproteiny, która jest następnie przetwarzana przez proteazy wirusowe w polimerazę RNA zależną od RNA i białka strukturalne. Oba są używane do replikacji genomu wirusa, która ma miejsce w cytoplazmatycznych fabrykach wirusów. Wykorzystując genom (+)ssRNA pierwotnie użyty do zakażenia gospodarza, syntetyzuje się genom dsRNA. Ten nowy genom jest następnie transkrybowany i replikowany, tworząc wirusowe mRNA i nowe genomy (+)ssRNA. Wiriony są następnie składane w cytoplazmie, a wirus jest gotowy do przeniesienia do nowych komórek. Przyjmuje się, że wirusowe białko ruchu P3N-PIPO pośredniczy w przenoszeniu wirionów z komórki do komórki. Pozwala to wirusowi na dalsze infekowanie gospodarza.
Zakres
CarVY został obecnie wykryty tylko w Australii . Wykryto go w uprawach marchwi w stanach Nowa Południowa Walia , Queensland , Australia Południowa , Tasmania , Wiktoria i Australia Zachodnia . Częstość występowania CarVY jest wysoka w gospodarstwach prowadzących ciągłą produkcję marchwi. częstość występowania jest niższa, gdy gospodarstwa rolne obracają uprawy marchwi z uprawami innych niż rośliny żywicielskie lub odłogiem . W badaniu przeprowadzonym w latach 2000-2002 stwierdzono, że CarVY infekuje uprawy marchwi we wszystkich sześciu stanach Australii. Wirus zainfekował 30 z 36 przebadanych odmian marchwi . Częstość występowania była większa w stanach (Nowa Południowa Walia, Australia Południowa, Wiktoria i Australia Zachodnia), w których produkcja marchwi była ciągła. Ponadto wirus jest w stanie skutecznie infekować i namnażać się podczas uprawy marchwi na nasiona (w której marchew jest uprawiana nieprzerwanie przez około dwa lata). W stanach, w których uprawa marchwi jest ograniczona do miesięcy letnich lub zimowych, częstość występowania CarVY została znacznie zmniejszona. Częstość występowania jest znacznie niższa, gdy rośliny są uprawiane tylko przez sześć miesięcy w roku. Badanie pokazuje, że przenoszenie wirusa można znacznie zmniejszyć, gdy następuje przerwa w produkcji marchwi.
Kontrola
Jeśli chodzi o zwalczanie CarVY, kluczowe środki obejmują unikanie rozprzestrzeniania się z pobliskich zainfekowanych upraw marchwi, minimalizowanie rozprzestrzeniania się marchwi samosiewnej oraz wprowadzanie upraw płodozmianowych innych niż żywiciele. Jedną z najłatwiejszych metod kontroli jest sadzenie roślin, które nie znajdują się blisko siebie. Pozwala to uniknąć rozprzestrzeniania się z potencjalnie zainfekowanych upraw marchwi. Dodatkowo rozprzestrzenianie się z samosiewnych upraw marchwi można wyeliminować poprzez opryskiwanie samosiewnych upraw herbicydem lub głęboką orkę przed ponownym zasianiem marchwi. Usuwa to potencjalne źródła infekcji wirusowej i zapobiega ich rozprzestrzenianiu się na nowe nasadzenia. Inna metoda kontroli polega na manipulowaniu datą sadzenia upraw marchwi w celu uniknięcia narażenia na szczytowe populacje mszyc. Kiedy rośliny znajdują się na najbardziej wrażliwym etapie wzrostu, objawy wirusa stają się bardziej dotkliwe w miarę rozwoju upraw. Unikanie szczytowych populacji mszyc zmniejsza ryzyko infekcji we wczesnych stadiach wzrostu, ponieważ później zainfekowane rośliny wytwarzają mniej uszkodzonych marchwi.
Powiązane wirusy
CarVY jest najbliżej spokrewniony z wirusem mozaiki selera .