Насекомые переносчики вирусов растений

Обновлено: 25.04.2024

Мы сторонимся явно простуженного человека, справедливо полагая, что при кашле и чихании в нас летят мириады вирусных частиц, которыми можно заразиться. Растения не чихают и не кашляют, они не могут передвигаться, им никто не переливает зараженную кровь. Плотная наружная оболочка растительной клетки непроницаема для вирусов. Если просто опрыскать растение вирусом, заражения не произойдет. В то же время срок жизни отдельного растения ограничен, поэтому непременным условием выживания вируса является его своевременный переход от одного растения к другому.

Как же распространяются вирусы растений, как они попадают от зараженного растения к здоровому?

Естественным путем вирусы распространяются: переносчиками (насекомыми, клещами, нематодами, паразитическими грибами), семенами, пыльцой и контактным путем.

Поперечный разрез листа. Сверху и снизу лист покрыт плотным слоем клеток эпидермиса (1). Именно при обламывании их выростов (2) вирус может проникнуть в лист. Основную массу листа составляют фотосинтезирующие клетки (3). Образующийся в них сахар оттекает из листа по сосудам флоэмы (4). Вода поступает в лист по сосудам ксилемы (5). Все клетки в листе соединены между собой плазмодесмами.

Главный путь естественного распространения вирусов связан с насекомыми–переносчиками. В точности так же, как многие вирусы животных и человека путешествуют, "оседлав" комара или клеща, большинство вирусов растений тоже распространяется насекомыми.

Какую–то роль играют насекомые–опылители, какую–то – листогрызущие насекомые. Но самые главные переносчики вирусов – это тли, а также цикадки, трипсы, белокрылки и червецы, – словом, те, что имеют колюще–сосущий ротовой аппарат. Чтобы добраться до сока, которым оно питается, насекомое прокалывает стилетом покровные ткани растения и вонзает его в глубь листа или стебля. Стилет часто проникает прямо в сосуды, по которым течет сладкий, богатый сахарами сок. Сырой сок не всегда съедобен, поэтому насекомое впрыскивает в растение слюну и содержащиеся в ней ферменты, которые осуществляют внекишечное переваривание пищи. Затем, как шприцем, оно всасывает частично переваренный сок. Если растение заражено, насекомое попутно захватывает и вирус, который прилипает к кутикуле внутри стилета. Какое–то время, не больше нескольких часов, вирус может там сохраняться. Когда насекомое начинает питаться на другом растении, оно со слюной передает ему и вирус. Некоторые вирусы, например, вирус желтухи свеклы, попадают в глотку насекомого, где могут сохранять активность два – три дня, иногда неделю.

Эффективнее всего распространяет вирус, голодная тля, потому что, попав на растение, она обычно делает несколько коротких проб, во время которых и происходит передача вирусов.

Некоторые вирусы, попадая в кишечник насекомого, способны проходить через стенку кишки и попадать в гемолимфу, а через нее в слюнные железы. Далее все происходит по уже известному сценарию – со слюной вирусы попадают в другое растение. Так происходит, например, при питании тли на растении картофеля, зараженном вирусом скручивания листьев картофеля. Но есть способ еще лучше!

Переносчики вирусов: цикадка (1), тля (2), трипе (3) и белокрылка (4)

Некоторые вирусы растений способны размножаться не только в растении, но и в насекомом–переносчике. Наплодившись в большом количестве (это занимает несколько дней или даже недель), они попадают в гемолимфу насекомого, из нее в слюнные железы, и вновь со слюной попадают в здоровое растение. Интересно, что, хотя эти вирусы и размножаются в переносчике всю оставшуюся жизнь, никакого видимого вреда они ему не причиняют. Часто такие вирусы попадают не только в слюнные железы, но и в яйцеклетки. Вылупившиеся из зараженных яиц личинки, а затем и взрослые насекомые уже исходно оказываются носителями вируса и при любом удобном случае заражают здоровое растение.

Около 190 видов тлей являются переносчиками более чем трехсот вирусов. Эти насекомые идеально приспособлены для такой работы. Наличие тонкого стилета обеспечивает проникновение вируса без повреждения клеток хозяина; существование крылатых особей позволяет вирусу перемещаться на большое расстояние – за один день летающие тли могут относиться ветром на десятки и сотни километров; способность питаться на разных видах растений расширяет круг хозяев вируса. Абсолютным чемпионом является персиковая тля: она может переносить несколько десятков различных вирусов, а кроме того она самая непоседливая. Вирус скручивания листьев картофеля переносится тремя видами тлей, а вирус желтой карликовости ячменя – пятью видами.

По существу, таким же образом разносят вирус и нематоды – круглые прозрачные черви размером от одного до нескольких миллиметров, обитающие в почве и питающиеся соком, который они высасывают из корней. Особенно опасны вирусы, переносимые нематодами, для ягодных культур: малины, земляники, смородины, крыжовника и особенно для винограда. Вирус сохраняется в переносчике несколько недель, а то и после года пребывания нематоды в почве, даже свободной от растений. В передаче вирусов участвуют как взрослые особи, так и личинки. К счастью, нематоды не способны переносить вирусы на большое расстояние, поскольку они изрядные домоседы. Нематоды, если и перемещаются, то всего на полметра в год. Но если заложить виноградник или ягодную плантацию в почве, в которой обитают нематоды–носители вируса, то такой ягодник или виноградник будет обречен на заражение и постепенное, но неуклонное вырождение. Кроме того, вирусы, переносимые нематодами, устроены так, что имеют свойство проникать в семена и передаваться семенами, а этот путь обеспечивает быстрое, эффективное и плохо поддающееся контролю распространение вирусной инфекции.

Нематоды – обитающие в почве круглые черви

Особенно часто передача вирусов с семенами наблюдается у бобовых растений – гороха, фасоли, люцерны, клевера. Чтобы передача через семена осуществилась, растения должны быть заражены еще до оплодотворения яйцеклетки. Для передачи вируса семенами даже необязательно, чтобы он попал непосредственно в зародыш. Вирус может остаться и снаружи, на оболочке семени и заразить молоденький росток при его прорастании.

Вирус попадает в семена и с зараженной пыльцой, но для этого обычно требуется прорастание пыльцевой трубки. Если опыление уже произошло, зараженная пыльца не способна вызвать инфекцию. Но нет правил без исключений – именно таким образом охотно передаются вирус некротической кольцевой пятнистости косточковых и вирус кустистой карликовости малины; этим способом можно перенести вирусы и при искусственном опылении.

Многие вирусы передаются грибами, обитающими в почве и паразитирующими на корнях растений. Обычно вирусы от одного растения к другому путешествуют на поверхности подвижных зооспор гриба. В пленках почвенной влаги зооспоры перемещаются от корня к корню, прикрепляются к его поверхности и образуют канал, который внедряется в стенку ближайшей корневой клетки. По этому каналу в растение проникает и вирус.

Это все естественные пути распространения вирусов растений. Но в немалой, а где–то и в решающей степени распространению вирусов способствует сам человек.

Как далеко распространяются и как долго сохраняются запахи феромонов?

4.2. Царство Бактерии. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями. Вирусы

4.2. Царство Бактерии. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями. Вирусы Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:

4.5. Многообразие растений. Признаки основных отделов, классов и семейств покрытосеменных растений. Роль растений в природе и жизни человека. Космическая роль растений на Земле

4.5. Многообразие растений. Признаки основных отделов, классов и семейств покрытосеменных растений. Роль растений в природе и жизни человека. Космическая роль растений на Земле Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: водоросли, голосеменные

Как в природе распространяются семена?

Как в природе распространяются семена? Семена, как вы знаете, — один из способов, с помощью которых растение воспроизводит другое себе подобное растение. Но семенам требуются особые условия для роста. Им требуется влага, кислород и тепло. Если семя не начинает расти

Как распространяются сорняки?

Как распространяются семена травы?

Как распространяются семена травы? Травы — самые распространенные растения в мире. Их существует около 7000 видов. Море трав покрывает поля иногда площадью в тысячи квадратных километров. Они называются прериями, степями, равнинами, долинами. Это пампасы Южной Америки,

Что такое вирусы?

Что такое вирусы? "Вирусы (от латинского – virus, то есть "яд") – неклеточные формы жизни. Состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсида). Открыты в 1892 году Д.И. Ивановским. Вирусы – внутриклеточные паразиты, они размножаются только в живых клетках,

Вирусы пчел

Вирусы пчел "Из летка не пахнет, как прежде, спиртовым, душистым запахом меда и яда, не несет оттуда теплом полноты, а с запахом меда сливается запах пустоты и гнили. сонные, ссохшиеся пчелы в разные стороны бредут рассеянно по дну и стенкам улья. Вместо чисто залепленного

Как выглядят вирусы растений?

Как выглядят вирусы растений? Вирусы растений, по сравнению с вирусами животных и человека, обладают рядом особенностей.Многие из них обладают палочковидной или нитевидной формой, что для вирусов животных не характерно. Может быть, это определяется способом

Вирусы

Вирусы Вам, наверное, приходилось слышать о вирусах гриппа, бешенства, герпеса, СПИДа. Эти вирусы вызывают болезни человека и животных. Существуют вирусные заболевания растений, например табачная мозаика, при которой листья табака покрываются беловатыми пятнами. Даже

В отличие от вирусов человека, животных и растений, вирусы насекомых накапливаются в организме хозяина в огромных количествах – до трети массы тела! То есть больное насекомое может быть просто нафаршировано вирусом.

Вирусные болезни обнаружены у очень многих видов: у бабочек (больше всего) и моли, муравьев, ос и пчел, у мух и комаров, у жуков, саранчи, паутинных клещиков, у кузнечиков и сверчков, тутового, дубового и непарного шелкопрядов. в общем, вирусов насекомых известно сейчас не менее полутысячи.

Чаще всего встречаются и лучше всего изучены так называемые "бакуловирусы" (от греч. "бакулум" – палочка). Бакуловирусы устроеры довольно необычно. Внутри вириона находится ДНК – генетический материал вируса. ДНК представляет собой обычную двойную спираль, только замкнутую в кольцо. Всякий знает, что если не имеющее разрывов

1 – пучки палочковидных частиц вируса ядерного полиэдроза, завернутые в оболочку; 2 – строение полиэдра: пучки вирусных частиц погружены в глыбку из вирусного белка; 3 – ядро клетки жирового тела гусеницы, набитое полиэдрами

кольцо скручивать само на себя, получится довольно толстая короткая нить или даже палочка. Вот в таком примерно виде и упакована ДНК в вирионе бакуловирусов. Сверху по всей длине она покрыта белком оболочки.

У одной группы бакуловирусов – вирусов гранулеза – вирион заключен еще и в капсулу, отчего напоминает гранулу овальной формы. Еще интереснее у другой группы бакуловирусов – вирусом ядерного полиэдроза (то есть вирусов, образующих в ядре клетки многогранные структуры – полиэдры). У них отдельные вирионы собираются в пучки по несколько штук и завертываются в еще одну, общую для них оболочку. Получается что–то вроде конфетки, завернутой в фантик да еще и упакованной вместе с себе подобными в коробку. Вещество, в которое погружены отдельные вирусные частицы, состоит из вирусного белка.

Впервые ядерный полиэдроз был описан еще в 1527 году у шелковичного червя, то есть гусеницы тутового шелкопряда – того самого, которого разводят ради получения натурального шелка. Гусеница питается листьями шелковицы, или тутового дерева. Отъевшись до внушительных размеров, она начинает плести кокон, то есть окукливаться. При окукливании гусеница выделяет из своей прядильной железы одну цельную нить длиной до трех километров, которую обматывает вокруг себя. Куколка недели через три превращается в бабочку, которая выходит из кокона, разрывая его. Чтобы предупредить порчу нити, бабочек внутри кокона убивают паром. Коконы размачивают в горячей воде, которая растворяет вещество, склеивающее нити кокона, и затем разматывают. Ввиду большой тонкости отдельных шелковинок (около 0,02 мм толщиной) при размотке соединяют шелковинки с нескольких коконов. Полученные нити представляют собой так называемый шелк–сырец.

Бакуловирусы поражают главным образом гусениц. Больные гусеницы часто цепляются ножками за ветки и свисают с них вниз годрвой. Размягчение и растворение тела личинки происходит настолько быстро, что уже через несколько часов от гусеницы остается буквально "мокрое место". Часто у гусеницы лопаются покровы, и из них вытекает молочно–белое содержимое, кишащее вирусами. Большая часть полиэдров попадает в почву, где может сохранять инфекционность годами.

Ядерный полиэдроз – одно из самых опасных заболеваний тутового шелкопряда.

Другие вирусы образуют полиэдры не в ядре, а в цитоплазме зараженных клеток. Поэтому вызываемое ими заболевание называется цитоплазматический полиэдроз. Их излюбленная мишень – клетки эпителия средней кишки гусеницы. По мере гибели клеток образовавшиеся в них полиэдры высвобождаются в просвет кишечника и с фекалиями выделяются из организма зараженной гусеницы.

Радужные вирусы – одни из самых крупных. Они накапливаются в теле зараженной личинки в столь больших количествах, что даже способны образовать кристалл. Преломляясь в кристалле, видимый свет вызывает радужное свечение тела зараженного насекомого от красноватых до темно–фиолетовых тонов. Почему–то эти вирусы предпочитают заражать преимущественно комаров, хотя встречаются и у скарабея – священного жука древних египтян. Один вирус вызывает красное свечение тела зараженного комара, другой – сине–зеленое. Иридовирусы, так их еще называют, обнаружены пока только у насекомых.

Еще, оказывается, насекомые болеют оспой. Вирионы вируса оспы насекомых похожи на вирус натуральной оспы, но тоже сгруппированы по несколько штук. В отличие от молниеносно протекающей бакуловирусной инфекции, оспа насекомых развивается медленно, в течение нескольких недель. Конец, правда, один – гибель личинки.

Многие наверняка слышали про плодовую мушку дрозофилу. Классический объект исследований генетиков, она сослужила огромную службу науке, ничуть не меньшую, чем лягушка или собаки. У ней тоже обнаружен вирус, который проявляется совершенно невиданным образом, делая мух чувствительными к углекислому газу. Этот вирус называется вирусом "сигма" и по структуре напоминает вирус бешенства. При определенной концентрации углекислого газа здоровые мухи впадают в наркотический сон, а инфицированные так из него и не выходят, потому что погибают от паралича.

Здоровые личинки насекомых заражаются при кормлении на побегах, загрязненных экскрементами больных или погибших гусениц. Полиэдры нечувствительны к пищеварительным ферментам, но в среднем отделе кишки у гусениц щелочная среда, и вот там–то полиэдры наконец растворяются, высвобождая вирусные частицы. Вирус может размножаться в клетках кишечной стенки, но накапливается в основном в жировом теле – своеобразном органе, главной функцией которого является запасание жира. Именно благодаря образованию таких запасов многие насекомые могут подолгу голодать. Некоторые бабочки проводят в состоянии куколки, совершенно не питаясь, по три года. При очень высокой степени заражения вирусные частицы могут обнаруживаться в клетках любого другого органа и на поверхности яиц, которые откладывает самка. Вирусы обнаруживаются и внутри яйца, и это очень распространенный и очень эффективный способ передачи вируса потомству.

Не все вирусы, которые можно обнаружить в насекомых, вызывают у них какие–нибудь заболевания. Очень часто насекомое служит просто переносчиком вируса, "доставляя" его от одного растения к другому (как, например, тли) или от одного животного к другому или от животного к человеку. Вирусы могут даже размножаться в организме переносчика, но очевидного вреда они ему при этом не причиняют.

Вирусы насекомых можно было бы использовать, заражая ими, например, опасных вредителей леса – всех этих еловых, сосновых, тополевых пилильщиков, пихтовую листовертку и мало ли кого еще, когда их размножение принимает масштабы эпидемии. Коммерческие препараты на основе бакуловирусов используются в США и Канаде, в Китае, России, Бразилии. Они безвредны для человека и теплокровных животных, не заражают дикорастущие и сельскохозяйственные растения, зато вызывают эпизоотии у вредителей при их массовом размножении. Хорошо, что вирус, скорее всего, сохраняется в популяции насекомого–вредителя и после окончания эпидемии и, таким образом, раз внедренный, долгое время будет контролировать его численность, не позволяя ей преодолевать эпидемический порог. Например, во Франции использовали вирус ядерного полиэдроза для борьбы с походным шелкопрядом. Порошком, в одном грамме которого содержалось 20 миллионов кристаллов–полиэдров, обработали 500 гектаров леса. Через два года обнаружили только 18 яйцекладок шелкопряда.

Тем не менее бакуловирусные инсектициды – совершенно ничтожная часть всех используемых пестицидов. В связи с разработкой более дешевых и более активных химических инсектицидов бакуловирусы, как возможное средство контроля численности вредителей сельского хозяйства, отступили на задний план. Бакуловирусы действуют медленно и плавно, а химические средства быстро убивают вредителя. Бакуловирусы поражают только определенного вредителя, в то время как химические средства защиты активны против самых разных насекомых.

Чтобы повысить убойную силу бакуловирусов, в их генетический материал встраивают различные чужеродные гены. Встраивали, например, ген яда скорпиона, очень токсичного для насекомых, и ген токсина, препятствующего пищеварению, в результате чего вредитель при изобилии пищи погибает от голода, а также гены различных гормонов, которые нарушают процесс нормального развития насекомого–вредителя. Все эти гены активируются, когда вирус начинает размножаться в теле насекомого, и многократно усиливают токсическое действие собственно вируса.

10.1. Компьютерные вирусы и защита от них

10.1. Компьютерные вирусы и защита от них О компьютерных вирусах в наше время слышали, наверное, уже все. Эти вредоносные программы распространены в великом множестве, и их число увеличивается ежечасно. Особенно неприятным является то, что многие распространители вирусов

Что такое вирусы?

Вирусы и их хозяева

Вирусы и их хозяева Вирусам нельзя задерживаться в одном–единственном организме. Смерть организма грозит вирусу гибелью, и необходимо заблаговременно озаботиться поисками нового пристанища. Поэтому, размножившись в одном, вирусы стремятся заразить другие организмы,

Вирусы и рак у человека

Вирусы и рак у человека У животных в течение всей жизни постоянно происходит самообновление тканей в результате ограниченного, управляемого роста и деления клеток. Старые клетки уходят из жизни, когда работающий в них таймер выключает их способность к делению; их место

Вирусы папилломы человека

Вирусы папилломы человека Папилломавирусы человека представляют собой небольшие сферические вирусы, устроенные на первый взгляд довольно просто. Их кольцевая двунитевая ДНК, содержащая всего девять генов, упакована в белковую оболочку сферической формы диаметром

Вирусы пчел

Как выглядят вирусы растений?

Как распространяются вирусы растений?

Как распространяются вирусы растений? Мы сторонимся явно простуженного человека, справедливо полагая, что при кашле и чихании в нас летят мириады вирусных частиц, которыми можно заразиться. Растения не чихают и не кашляют, они не могут передвигаться, им никто не

Вирусы

Психические вирусы

Психические вирусы Все бедствия есть результат отрицательного мышления людей. Что такое представляют собою смертельные вирусы? Это вернувшиеся к человеку посланные им в пространство мысли. Каждый отдельный вирус, как и отдельная незначительная мысль, кажется

Вирусы, поражающие позвоночных животных, чаще всего распространяются кровососущими, а фитопатогенные - растительноядными насекомыми. Многие из этих паразитов-насекомых для переносимых ими вирусов являются природными резервуарами.

Многое во всем этом остается неразгаданным, в частности способность насекомого переносить вирус и размножаться ₆ нем, которую часто объясняют наличием особого гена, детермц. нирующим непроницаемость кишечника. Интересно, что, при. бегнув к процедуре искусственного прокалывания стенки пище-варительного канала Aedes aegypti, Мерилл и Тен-Броек показали возможность размножения в организме комара неспецифического вируса лошадиного энцефалита и его трансмиссивной передачи. По-видимому, нечто похожее может происходить в естественных условиях при повреждениях кишечника насекомых микроскопическими мелкими кристаллами.

В заключение отметим, что в современных условиях, когда между разными странами установились тесные связи, существует опасность заноса насекомых, особенно по воздуху, из одного региона в другой, где они, во-первых, могут оказаться носителями какого-либо нового вируса, или же, во-вторых, размножившись в новом месте обитания, стать еще одним хозяином для циркулирующего здесь вируса. Ввиду этого разработана специальная система мер и правил предотвращения возможности возникновения экзотических арбовирусных инфекций, передаваемых насекомыми и другими членистоногими.

Насекомые-переносчики фитопатогенных вирусов.Взаимоотношения между насекомыми и переносчиками фитопатогенных вирусов тоже не простые. В одних случаях между ними существует биологическая связь, а в других ее, по-видимому, нет. Проанализируем взаимосвязь тлей и цикадок с переносимыми ими вирусами растений. Относятся они к отряду полужесткокрылых, или хоботных. Сосущеколющий аппарат этих насекомых состоит из двух пар тонких стилетов - мандибул и максилл с бороздками на внутренних поверхностях, при смыкании которых образуются два тонких канала. По одному из них насекомое всасывает растительный сок, а по другому вниз стекает его слюна, и если она содержит вирус, то инфицирует растение.

Более убедительные данные о наличии биологической связи между растительноядными насекомыми и фитопатогенными вирусами были получены у цикадок. Теперь можно даже сказать, что механическим путем вирусы растений они не переносят. Точно так же, как у Aedes aegypti, способность к передаче вируса у цикадки проявляется не сразу после кормления на зараженных растениях, а после некоторого скрытого периода. Переносимые цикадками вирусы растений имеют несколько особенностей. Во-первых, каждый из них связан с одним или несколькими видами цикадок и не передается другими насекомыми, во-вторых, они сохраняются в организме насекомого обычно до конца его жизни и, в третьих, - передаются трансовариально из поколения в поколение. Трансовариальный путь передачи открыл японский ученый Фукуси у цикадки Nephotettix apicalis Motsch, являющейся переносчиком вируса карликовости риса, а позднее американец Блэк у цикадки Agalliopsis novella Say, переносящей вирус деформации листьев клевера.

Интересно, что передающиеся из поколения в поколение через яйца фитопатогенные вирусы размножаются в организме цикадок и в отличие от арбовирусов животных, которые не оказывают вредного воздействия на переносчика, сокращают продолжительность их жизни, как, например, вирус, поражающий персиковые деревья, и вирус полосатой мозаики пшеницы.

Приведенные факты свидетельствуют о большом сходстве вирусов растений и животных. Способность фитопатогенных вирусов размножаться в организме переносчика дает основание Думать, что в процессе эволюции эти вирусы могли сформироваться как возбудители болезней насекомых и лишь затем приобрели фитопатогенные свойства.

Вирусы как биологический фактор борьбы с насекомыми-переносчиками. Вборьбе с насекомыми широкое использо-вание получили вирусы полиэдрозов и гранулеза, потому что хорошо защищены в белковых кристаллах от неблагоприятных факторов окружающей среды; долго сохраняют жизнеспособность; быстро рассеиваются; легко распространяются среди насекомых и передаются их потомству. Очень эффективными они оказались в биологической борьбе с гусеницей бабочки-желтушки, серьезным вредителем люцерны, личинками европейского соснового пилильщика, личинками-мешочницами, поражающими в Южной Африке плантации черной длиннолистной акации, бабочками-белянками-капустницами и др. Важно отметить и то, что суспензии полиэдров вскоре могут заменить химические инсектициды в борьбе с молью.

Вектор (в эпидемиологии) – это переносчик возбудителя болезни [2] .

Распространение фитопатогенных вирусов с помощью векторов – наиболее часто встречающийся способ передачи вирусной инфекции. Векторами многих фитовирусов являются: различные членистоногие животные (около 350 видов – насекомые и клещи); грибы, нематоды. Вектором вируса могут являться паразитические растения. В частности, повилика является растением-хозяином и вектором вируса обыкновенной мозаики огурца (Cucumber mosaic virus (CMV) [3] .

Содержание:

Векторы с грызущим ротовым аппаратом

Ряд вирусов передается насекомыми с грызущим ротовым аппаратом. Это представители отрядов Жесткокрылые (Coleoptera), Прямокрылые (Orthoptera, Saltatoria), Кожистокрылые (Dermatoptera). Отмечается передача вирусов гусеницами бабочек [3] .

Например, X-вирус картофеля передают гусеницы совки-гаммы (Phytometra gumma), S- и M- вирусы картофеля в регионах Дальнего Востока передает коровка картофельная (Epilachna vigintioctomaculata). Вирус мозаики тыквы – жуки рода Diabrotica, принадлежащие к семейству Листоедов (Chrysomelidae) [3] .

Отмечается, что роль векторов с грызущим ротовым аппаратом в передаче вирусов незначительна [3] .

Повелика полевая (Cuscuta campestris)

Механизм передачи вирусов с колюще-сосущим ротовым аппаратом

Большинство переносчиков вирусов относятся к членистоногим животным с колюще-сосущим ротовым аппаратом (клещи, цикадки, нематоды, трипсы) [3] .

Все они питаются жидкой пищей и первая функция их ротового аппарата – это всасывание сока растения [4] .

Для того что бы добраться до пищи им нужно проколоть покровные ткани растений. Отсюда вторая функция их ротового аппарата – прокалывание [4] .

Эти животные выделяют в клетки растений слюнные ферменты, обладающие способностью гидролиза полимеров растений до простых производных. Значит, третья функция ротового аппарата – выделение слюны [4] .

В процессе эволюции ротовой аппарат превратился в щетинки со специфическими функциями. Одни – прокалывают покровы, другие – подобно шприцу имеющие внутреннюю полость, нагнетают слюнный фермент и всасывают сок [4] .

Описанные особенности питания создают идеальные условия для распространения вирусов [4] .

Векторы с колюще-сосущим ротовым аппаратом

1. Персиковая тля (Myzodes persicae) [1] ; 2. Цикадка картофельная (Empoasca pteridis) [1] .

Векторы с колюще-сосущим ротовым аппаратом

Как указывалось, именно векторы с колюще-сосущим ротовым аппаратом имеют наибольшее значение в передаче фитовирусов от инфицированных растений к здоровым. При общей специфике передачи, каждая группа таких животных имеет свои особенности [3] .

вирусов относятся к подотряду Тли (Aphidinae) (около 200 видов). Основная роль принадлежит крылатым тлям. Однако в определенных условиях эффективная передача вирусов осуществляется и бескрылыми поколениями. передают неперсистентные вирусы , персистентные вирусы и полуперсистентные вирусы [3] .

Персистентный вирус приобретается тлей при питании, размножается в теле насекомого в течение латентного периода и после циркуляции кишечник – гемолимфа – слюнные железы, тля заражает здоровое растение. Персистентная передача тлями характерна для вирусов семейства Luteoviridae (род Luteovirus, род Poterovirus, род Enamovirus) [3] .

Полуперсистентные вирусы сохраняются в теле тли в течение различного времени, от нескольких часов до трех дней. Они не являются циркулятивными вирусами [3] .

Неперсистентные вирусы передаются вирус увядания бобов, Y-вирус картофеля [3] .

Для вирусов. Один и тот же вирус обычно передается многими видами тлей. Одновременно один вид тли способен передавать широкий спектр видов вирусов. В частности Персиковая оранжерейная (табачная) тля (Myzodes persicae) переносит 70 видов вирусов [3] .

Цикадки

Активный переносчик фитопатогенных вирусов – насекомые семейства Цикадки (Cicadellidae). Они занимают второе место по числу видов-векторов после Цикадки являются подвижными насекомыми. Имаго способны к длительным перелетам. Личинки обладают прыгательными ногами и быстро перемещаются от растения к растению [2] .

Цикадки передают персистентные вирусы, являющиеся одновременно флоэмными вирусами. Вирусы могут репродуцироваться в теле цикадок и передаваться трансовариально (через потомство) [3] .

Вирусы, передаваемые цикадками патогены не только для растений, но и для самих переносчиков. Имеются данные о нарушении обмена веществ в тканях цикадок, что является причиной патологических изменений. В частности, цикадки, получившие вирус через яйцо, задерживаются с окрылением. У них отмечается деформация брюшка, неправильное разворачивание надкрылий, снижение жизнеспособности и плодовитости [3] .

Цикадки передают многие виды вирусов растении: вирус полосатости кукурузы, вирус курчавости верхушки свеклы, вирус раневых опухолей, а также некоторые вирусы семейства Рабдовирусы (Rhabdoviridae). При благоприятных условиях для развития цикадок и наличия инфекции в растениях-резерваторах могут возникать эпифитотии вирусных заболеваний растений [3] .

Трипсы

Трипсы передают персистентные вирусы. Передача осуществляется имаго и личинками. Латентный период в теле вектора занимает от пяти до четырнадцать суток. Вирус сохраняется в теле насекомого до конца жизни. В частности, девять видов трипсов переносят вирус пятнистого увядания томатов (Tomato spotted wilt virus) [3] .

Белокрылки и червецы

Векторами вирусов могут выступать насекомые семейства Белокрылки (Aleyrodidae) и семейства Червецы мучнистые (Pseudococcidae).

В частности, вирус золотистой мозаики фасоли передается Белокрылкой табачной (Bemisia tabaci), А-вирус винограда – червецами мучнистыми, принадлежащими к родам Pseudococcus и Planococcus [3] .

Клещи

Векторы вирусных инфекций известны среди представителей семейства Клещи галловые четырехногие (Eriophyidae). Клещи передают персистентные вирусы [3] .

Виды семейства Клещи галловые четырехногие (Eriophyidae) переносят более десяти видов вирусов. В частности, вирус полосатой мозаики пшеницы (Wheat streak mosaic rymovirus) передается видом Клещ чесночный четырехногий (Aceria tulipae) и видом Пшеничный цветочный клещ (Aceria tritici) [3] .

В различные фитофазы развития пшеницы клещи локализованы в конкретных органах растений. В фазе кущения они размещаются на всех листьях, при старении – перемещаются на более молодые растения, в фазу налива зерна – скапливаются на колосе. Вирус приобретается нимфами вектора [3] .

Нематоды

Нематоды, особенно свободноживущие, являются эффективными векторами вирусов. В отличии от паразитических нематод, вредоносность для растений свободноживущих нематод несколько ниже [3] .

Нематоды наносят проколы стилетом в ткани корней и приступают к питанию. Поглощенные вирусы сохраняются в теле нематод от нескольких суток до нескольких месяцев. В теле данного вектора вирусы не репродуцируются. На сегодняшний день известно около двадцати видов вирусов, векторами которых выступают нематоды [3] .

Принято считать, что вирусы с изометрическими вирионами передаются нематодами рода Xiphinemaи рода Longidorus, а с палочковидными вирионами – нематодами рода Trichodorusи рода Paratrichodorus [3] .

Нематодами передаются вирус кольцевой пятнистости табака (Tobaccoringspotvirus) и вирус погремковости табака (Tabaccorattlevirus) [3] .

Неперсистентные вирусы – это фитопатогенные вирусы, не требующие латентного периода при векторной передаче, находящиеся в переносчике очень короткое время и передающиеся вектором сразу от больного растения к здоровому [3] .

Кроме неперсистентных (стилетных), по взаимоотношению с переносчиками выделяют персиситентные вирусы и полуперсистентные вирусы. При передаче неперсистентных вирусов наблюдается механический способ передачи. Такие вирусы в большом количестве накапливаются в эпидермальной и паренхимной тканях. Чаще всего для них характерны нитевидные вирионы. К неперсистентным вирусам относятся: Y- вирус картофеля, Plum pox virus – заболевание Шарка слив, S- и М- вирусы картофеля [1] [2] [3] .

Y-вирус картофеля (Potato virus Y – PVY)

Клетки растения-хозяина (картофеля), пораженные вирусом [4]

Механизм передачи

Принято говорить, что неперсистентные (стилетные вирусы) передаются стилетным способом (стилетная передача). Вероятно, место, откуда совершается механическая передача неперсистентного вируса расположено на кончике стилета тли [1] .

Переносчики неперсистентных (стилетных) вирусов приобретают их из клеток эпидермиса инфицированных растений достаточно быстро, в течение 0,5–2 минут питания. Сразу после питания вектор передает вирус здоровому растению и быстро теряет вирофорность (способность к передаче) [2] [3] .

Стилетным способом передаются только паренхимные вирусы. При этом основной механизм передачи – адсорбция вирионов на стилете. Об этом свидетельствует и тот факт, что после линьки, когда сбрасываются все хитиновые части, включая стилет, наблюдается потеря вектором вирофорности [3] .

Однако только механической адсорбцией частиц на стилете передачу стилетных вирусов объяснить нельзя, поскольку некоторые из них, в том числе и вирус табачной мозаики, несмотря на высокую концентрацию частиц в соке, насекомыми и нематодами не передаются [3] .

Специализация неперсистентных вирусов и переносчиков

Стилетная передача характерна для тлей. Свободно живущие нематоды передают вирусы стилетным и циркулятивным способами [3] .

Существует определенная взаимная специализация переносчиков и вирусов. Установлено наличие специализированных вирусов-помощников при их передаче насекомыми [3] .

В частности, некоторые вирусы картофеля (аукубы-мозаики и другие) не передаются тлями. Но если картофель заражен смешанной инфекцией (аукуба-мозаика и УВК (Y-вирус картофеля), то оба вируса передаются тлями. Таким образом, УВК является помощником вируса аукубы-мозаики при передаче тлями [3] .

Это явление объясняется тем, что в геноме УВК (Y-вирус картофеля) содержится ген способный кодировать 58кДа белок, называемый helpercjmponent (HP). Этот ген способствует связыванию вирионов с определенными участками на стилете переносчика. Мутации данного гена приводят к неспособности передачи тлями вируса [3] .

Отмечается, что взаимоотношения между вирусами, растениями-хозяевами и переносчиками сложны и ведущий фактор, определяющий накопление или депрессию вируса, часто трудно поддается вычленению. В частности, растения огурца, зараженные вирусом огуречной мозаики (ВОМ), содержат два штамма вируса сателлита. Он распространяется тлями только в присутствии помощника – вирулентный (вызывает некрозы) и невирулентный. Опыты по заражению растений ВОМ и смесью двух штаммов приводили к вытеснению вирулентного вируса авирулентным. При этом репликация первого в клетках хозяина носила более интенсивный характер, чем репликация второго. Однако накопление вирулентной сателитной РНК являлось препятствием репликации РНК ВОМ. Это приводило к утрате способности переноса штаммов сателлита тлями [3] .

Читайте также: