Лекция № 9 фитопатогенные вирусы и вирусные болезни растений

План

1. Общая характеристика вирусов, история открытия.

2. Строение вирусов.

3. Размножение вирусов.

4. Передача вирусов растений.

5. Классификация вирусов.

6. Изменения, вызываемые вирусом в зараженном растении.

1. Общая характеристика вирусов, история открытия

Слово «вирус» в переводе с латинского означает «яд», «отрава». До открытия мира микробов любой болезнетворный агент называли вирусом. В настоящее время этим термином называют лишь специфическую группу инфекционных агентов. Вирусы представляют собой мельчайшие живыеагенты, состоящие из дискретных частиц. Вирусы невозможно увидеть в световой микроскоп, поскольку их размеры, в среднем, составляющие от 20 до 300 нм, меньше полудлины световой волны. Они раз в 50 меньше бактерий и свободно проходят через фильтры, задерживающие бактерии. Поэтому их нередко называют фильтрующиеся вирусы. До сегодняшнего дня нет единого удовлетворительного определения вируса. Боуден Ф. (1952), например, определяет вирусы как «субмикроскопические инфекционные тела, размножающиеся только внутри клетки и потенциально патогенные». При этом он подчеркивает, что вирусы нельзя рассматривать ни как организмы, ни как молекулы. Л.Л. Великанов, Л.В. Гарибова и др. (1981) вирусами называют группу организмов, отличающихся очень мелкими размерами, отсутствием клеточного строения и облигатно-паразитическим способом существования.

Сегодня все специалисты сходятся во мнении, что вирусы представляют собой обособленную группу, резко отличающуюся от всех клеточных организмов. У вирусов отсутствует ряд признаков присущих всему живому: клеточное строение, рост особи, деление пополам, запасание энергии в макроскопических молекулах. Вирусы не имеют собственных метаболических систем, не размножаются на искусственных питательных средах и существуют только в организме восприимчивого хозяина. Вирусы содержат нуклеиновые кислоты только одного типа ДНК или РНК, используют рибосомы клетки-хозяина для образования собственных белков. Большинство фитопатогенных вирусов содержит РНК, но в вирусе мозаики цветной капусты присутствует ДНК.

Таким образом, вирусы представляют собой автономные генетические структуры, способные развиваться только внутри клеток и являются паразитами на генетическом уровне.

Первая известная вирусная болезнь была пестролепестность тюльпанов. На картинах голландских художников начала XVII века часто изображали пестрые цветки зараженных тюльпанов. "Полосатые" цветки тюльпанов достаточно высоко ценились: за одну луковицу такого тюльпана можно было получить несколько волов, свиней, овец, зерно и 1000 фунтов сыра (Гиббс, Харрисон, 1978).

В 1886 г. немецкий ученый Адольф Майер установил, что мозаичность у растений табака можно вызвать путем инъекции в жилки их листьев сока пораженных растений. Он сделал заключение, что возбудителем мозаики является бактерия.

В 1892 году русский ученый Д.И. Ивановский установил, что возбудитель мозаики может проходить через биологические фильтры, задерживающие бактерии. Он открыл тем самым новое болезнетворное начало, состоящее из дискретных частиц.

В 1896 году голландец Мартин Бейеринк повторил опыт Ивановского и обнаружил, что ВТМ осаждается спиртом и не утрачивает своей инфекционности. Бейеринк высказал мысль о том, что обнаруженное инфекционное начало является не бактерией, а представляет собой качественно новое инфекционное живое начало.

На протяжении последующих 39 лет науке о вирусах не удавалось получить сколь-нибудь значимых результатов, что в основном можно было объяснить недостаточно хорошей технической оснащенностью лабораторий. Тщетность выделения вирусов в этот период можно сравнить по меткому выражению А.Гиббса и Б.Харрисона (1978) с "поисками черной кошки в темном погребе, когда ты не уверен, что кошка там".

Наконец, в 1935 году американский исследователь В. Стенли получил кристаллы вируса табачной мозаики и сделал вывод, что вирус представляет собой белковую молекулу. За это открытие Стенли был удостоен Нобелевской премии.

В 1937 году английские ученые Боуден и Пири установили, что ВТМ содержит также фосфор рибонуклеиновой кислоты, причем в состав частиц вируса входит 5% РНК и 95% белка. Таким образом, было установлено, что инфекционная частица вируса представляет собой не белковую молекулу, как это первоначально определил Стенли, а молекулярный комплекс, построенный из макромолекул двух разных типов.

Позднее было установлено, что частицы отдельных вирусов, кроме белка и нуклеиновой кислоты, могут содержать липиды (до 20%), а также некоторые ферменты. В состав вирусов входит вода, составляющая 10-50% массы вирусных частиц в суспензии, отмечено и наличие ионов металлов (Минкевич, 1984).