I часть. Характеристика возбудителей и болезней

1.1 Вирусы

Вирусы - группа ультрамикроскопических облигатных внутриклеточных паразитов, способных размножаться только в клетках живых организмов (многоклеточных и одноклеточных). Вирусы обладают следующими характерными особенностями: они не имеют клеточного строения, не способны к росту и бинарному делению, не имеют собственных систем метаболизма, содержат нуклеиновые кислоты только одного типа - ДНК или РНК, используют рибосомы клетки-хозяина для образования собственных белков.

Обычно вирусы существуют в двух формах - внеклеточной в виде вириона и внутриклеточной, называемой репродуцирующимся, или вегетативным, вирусом. У вириона отсутствует обмен веществ, он не растет и не размножается. Внутриклеточная форма представляет собой активный агент, который, попав в клетку хозяина (растения, животного, микроорганизма), использует ее биосинтетический и энергетический аппарат для репродукции новых вирусов, а впоследствии может вызвать и гибель самой клетки. Вирусы представляют собой нуклеопротеиды и состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких кодируемых ею белков. Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты - ДНК или РНК. Обычно вирусы растений содержат РНК-геномы. Некоторые вирусы содержат липиды в наружных оболочках и углеводы в составе белков наружных оболочек (гликопротеидов). У некоторых сложных вирусов выявлены ферменты. Различают следующие формы вирусов: палочковидную, при которой вирус имеет вид прямого цилиндра (ВТМ); нитевидную, представляющую эластичные изгибающиеся нити; сферическую, сходную в многогранниками; кубовидную; булавовидную, характеризующуюся наличием головки и отростка.

Внеклеточная форма существования вируса, вирион, состоит из нуклеиновой кислоты и белка. Нуклеиновая кислота уложена в виде спирали и окружена белковой оболочкой - капсидом. Последний образован большим числом субъединиц белка - капсомеров, которые в свою очередь, представлены одной или несколькими молекулами белка. Белковый капсид, объединенный с нуклеиновой кислотой (ДНК или РНК), носит название нуклеотида. По способу укладки капсомеров выделяют капсиды, построенные по спиральному, когда капсид имеет цилиндрическую форму, и кубическому, имеет форму многогранника, типам симметрии. Вирусы специфичны, они паразитируют только на определенных хозяевах - растениях, животных, микроорганизмах. Это обусловливает распределение вирусов на группы на основе типа хозяев.

Вирусы, проникая через ранки в растительные клетки и размножаясь в них, вызывают нарушение обмена веществ клетки, которое и приводит растение к заболеванию. Симптомы вирусных заболеваний очень своеобразны. Для вирусных болезней характерна мозаичность листьев, при которой одни участки листовой пластинки сохраняют интенсивную зеленую окраску, другие становятся светло-зелеными или желтыми. На листьях могут быть кольцевая пятнистость, отмирание (некроз) отдельных участков листа, стеблей, плодов, образование некротических пятен, штрихов, расположенных вдоль жилок и хорошо заметных на нижней стороне листа. Фитопатогенные вирусы могут вызвать и более глубокие изменения в растениях, например карликовость, измельчение, скручивание, изменение формы листа, уродливость, позеленение и пролиферацию цветков.

По внешним признакам вирусные болезни растений можно разделить на два типа - мозаики и желтухи.

Мозаика характеризуется мозаичной расцветкой, чередованием темно-зеленых и светло-зеленых участков ткани листа, различной деформацией листовой пластинки (нитевидность, морщинистость, курчавость, папоротниковидность), а также появлением штриховатости, некроза, пятен на листьях, стеблях и плодах.

При заболеваниях типа желтухи наблюдаются глубокая деформация растений, карликовость, усиленная кустистость, уродливость цветков, при которой отдельные части цветка не развиваются совсем, другие ненормально разрастаются, лепестки цветков часто зеленеют; иногда вместо цветка образуется побег или редуцированные листья, или в центре зеленого цветка развиваются розетки настоящих листьев. При болезнях типа желтух наблюдаются глубокие нарушения анатомического строения и функциональной деятельности растения.

Большинство вирусов растений распространяется в природе насекомыми с колюще-сосущим ротовым аппаратом (тли, цикадки, червецы, трипсы, щитовки). Существуют два способа передачи вируса насекомыми: механический и биологический.

При механическом способе передачи вируса насекомое погружает свой ротовой аппарат (стилет) в ткани больного растения, из которых оно высасывает сок. Вирусные частицы, или вирионы, при высасывании насекомым сока из больного растения адсорбируются на ротовом аппарате. Насекомое, перелетев на здоровое растение, вновь начинает высасывать из него сок, в результате чего в здоровое растение вносит вирионы и тем самым заражает его. Таким способом передаются вирусы, вызывающие мозаики.

При биологическом способе передачи вирусов насекомое в процессе питания на больном растении вместе с соком поглощает и вирусные частицы, которые попадают в кишечник, а затем проникают и в ткани насекомого. В клетках насекомого вирус начинает размножаться, происходит заражение насекомого, в слюнных железах накапливается вирус. Насекомое, перелетев на здоровое растение, начинает питаться его соком и в этот момент вместе со слюной вносит вирусные частицы, которые заражают растение. В последующем при питании зараженными растениями насекомые вновь инфицируются.

Известны случаи перезимовки вируса в теле насекомого, отмечена передача вируса через яйца насекомых. При биологическом способе передачи вируса в отличие от механического переносчик не сразу способен заражать растения, а лишь после так называемого инкубационного периоды.

Существует и контактный способ передачи. Контакт больных листьев со здоровыми происходит при ветре; листья, ударяясь друг о друга, вызывают незначительные повреждения кутикулы, главным образом за счет обламывания микроскопических волосков. Через эти повреждения вирусы проникают в здоровые растения. К контактному способу заражения растения вирусом можно отнести такие приемы, как обрезка, прищипка, пасынкование (если приемы проводятся одним и тем же загрязненным ножом, орудиями обработки, загрязненными руками). Контакту больных растений со здоровыми и поражению последних способствует ветер, капли дождя, пылевидные частицы. Подобным образом передаются вирус табачной мозаики, вирус картофеля и др.

Вирусы могут также передаваться семенами, полученными от зараженных растений (возбудители зеленой и белой мозаик огурца, обыкновенной мозаики фасоли, мозаики томата, мозаики сои).

Заражение растений может идти за счет вирусной инфекции, сохранившейся в почве. К такому случаю заражения вирусами относятся некроз табака, черная кольцевая пятнистость томата, короткоузлие винограда. Из почвы вирусы попадают в растения благодаря нематодам, которые проникая в растение, вносят в него вирус. Некроз табака и разрастание жилок салата связаны с жизнедеятельностью зооспор гриба Olpidium brassicae; Х-вирус может передаваться грибом Synchytrium endobioticum. Для ряда вирусов почва является не единственным, а одним из возможных источников распространения. ВТМ, вирус зеленой и белой мозаик огурца могут передаваться семенами, почвой, а также механическим способом. Вирусы передаются клубнями (например, вирусы картофеля) и другим посадочным материалом (черенки, саженцы у плодовых и ягодных культур).