ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СОХРАНЕНИЯ ВИРОИДОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

72

УДК 632.3

Вестник защиты растений, 1, 2002

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ СОХРАНЕНИЯ ВИРОИДОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ

Н.В.Гирсова, К.А.Можаева

Всероссийский НИИ фитопатологии, Большие Вяземы, Московская область

Вироиды - класс патогенов растений, состоящих только из низкомолекулярной РНК. Вироид веретеновидно-сти клубней картофеля (ВВКК) представляет собой одноцепочечную, кольцевую, ковалентно замкнутую РНК, которая автономно реплицируетя, не кодирует белков и состоит из 359 нук-леотидов (Diener,1979).

Вироид легко передается механически соком от больных растений к здоровым (Diener,1979), при черенковании и прививке (Salazar,1996), насекомыми (Diener, 1979, Salazar,1996), нематодами (Salazar, 1996), семенами и пыльцой (Fernow et al., 1970, Mink, 1993, Salazar,1996), а также с некоторыми вирусами, в частности ВСЛК, в который, вероятно, вироид инкапсидирует-ся (Querci et al.,1997). Основным источником инфекции в полевых условиях являются пораженные ВВКК клубни картофеля. В первый год после инфицирования в растениях картофеля может накапливаться незначительное количество ВВКК без проявления симптомов на ботве и клубнях. Использование такого картофеля в семенных целях и особенно при продаже приводит к распространению вироида.

Благодаря стабильной структуре (наличие до 70% спаренных оснований), вироидная РНК способна сохранять инфекционность при температурах до 100°С. В соке инфекционность сохраняется при комнатной температуре в течение 3-4 суток, а при +4°С - до 10 суток (Можаева, Васильева,1985).

Вироид способен сохраняться в воде и питательном растворе, что было показано при совместном выращивании больных и здоровых растений в гидропонной культуре (Можаева и др.,1996). В 30-х годах ХХ века появилось сообщение о возможности сохранения

ВВКК в почве (Goss,1931). Однако в последующие годы работ, подтверждающих или опровергающих это сообщение, не было.

Было отмечено, что вироид ВКК сохранял свою инфекционность в составе суммарной РНК при -20°С в течение 4 лет (Ва-сильева,Можаева,1984). Поскольку данные о более продолжительном сроке сохранения инфекционности вироида не известны, нами были продолжены эти исследования. Была проверена инфекционность образцов суммарной низкомолекулярной РНК, содержащей вироид веретеновидности клубней картофеля и вироид экзокортиса цитрусовых (ВЭЦ), после хранения в течение 18-22 лет при температуре -20°С, а также ин-фекционность ВВКК в лиофильно высушенных листьях томата.

Инфекционность раствора суммарной низкомолекулярной РНК проверяли на растениях томата сорта Rutgers. В каждом варианте инокулировали по 3 растения в фазе четырех-пяти настоящих листьев, затем эти растения выращивали в теплице в течение месяца. Хотя по истечении этого срока симптомов поражения вироидом растений томата не наблюдалось, из листьев удавалось выделить суммарную низкомолекулярную РНК, обогащенную фракцией ВВКК (Методические указания, 1999). Наличие вироидной РНК определяли с помощью электрофореза в ПААГ (Маурер,1971). Выделенной суммарной РНК вновь заражали томаты. Через месяц на растениях были отмечены симптомы разной степени проявления. С помощью электрофореза в ПААГ вироид был обнаружен в листьях томата всех вариантов опыта.

Для того чтобы установить, может ли вироидная РНК длительное время сохраняться в лиофильно высушенном материале, из лиофилизированных листьев томатов, инфицированных ВВКК и хранившихся в течение тринадцати лет при -20°С, была выделена суммарная низкомолеку-

Вестник защиты растений, 1, 2002 лярная РНК, которой инокулировали растения томата сорта Rutgers. Через месяц после инокуляции проводили выделение суммарной РНК, в которой методом электрофореза в ПААГ

деляли наличие вироидной РНК. Все зараженные растения имели симптомы ВВКК, кроме того положительным был и результат электрофоретического выявления вироидной РНК (табл.).

Таблица. Сохранение инфекционности вироидов при длительном хранении при -20°С

Название вироида, _Хранение_1998_1999

изолята Форма Число лет Симптомы на томате* Электрофорез в ПААГ** Симптомы Электрофорез на томате* в ПААГ**

ВВКК: РНК

поволжский Листья*** 22 нет + Сильные +

поволжский РНК 13 +? Средние +

канадский РНК 20 +? Слабые +

армянский 18 Средние +

Экзокортис цитрусо-

вых американский РНК 18 нет +? Сильные +

*Симптомы на томате сорта Rutgers: нет - растения внешне здоровые, слабые - отставание в росте, слабая морщинистость листьев, средние - слабая карликовость, эпи-настия листьев, сильные - карликовость, эпинастия и морщинистость листьев, некрозы на стебле и жилках листа, мелкоплодность.

**Электрофорез в ПААГ, наличие вироидной РНК в геле: +? - неявное, + - хорошо выраженное. ***Лиофильно высушенные листья.

Таким образом, проведенные опыты показали, что вироид веретеновидности клубней картофеля (ВВКК) и вироид эк-зокортиса цитрусовых (ВЭЦ) способны длительное время сохранять свою ин-фекционность при низких температурах в составе суммарной низкомолекулярной РНК, а ВВКК также и в лиофильно высушенных листьях.

Известно, что вироиды могут сохраняться в настоящих семенах. Так, было показано, что ВВКК способен сохраняться 21 год в семенах, хранящихся в бумажных пакетах при комнатной температуре (Singh et al.,1991). Мы также проверяли возможность сохранения вирои-дов веретеновидности клубней картофеля и экзокортиса цитрусовых в семенах томата, хранящихся при комнатной температуре в течение нескольких лет. Образцы семян, полученные с зараженных ВВКК и ВЭЦ растений томата сорта Rutgers, хранились от 1 до 23 лет. Семена сохранили всхожесть не во всех вари-

антах. Дольше всего (в течение 20 лет) сохранили всхожесть семена, собранные с томата, зараженного американским изолятом ВВКК. Семена томата, зараженные поволжским изолятом ВВКК и хранившиеся 22 и 19 лет, утратили всхожесть. Также были невсхожими и семена томата, инокулированные ВЭЦ. Во всех образцах семян, сохранивших всхожесть, был обнаружен вироид. Мы считаем, что вироид, вероятно, способен сохраняться и в семенах, утративших всхожесть.

Семенная передача вироида имеет важное значение в распространении ви-роидных заболеваний, особенно при проведении селекционно-генетических работ. Обладая высокой контагиозностью и устойчивостью к действию физических факторов, а также имея огромные возможности сохранения и распространения с семенным материалом, вироиды являются важными карантинными обьектами в ряде стран, например в странах ОЕРР.

Литература

Васильева Т.Я., Можаева К.А. Устойчи- Маурер Г. Диск-электрофорез. М., 1971,

вость вироида веретеновидности клубней кар- 247 с.

тофеля к некоторым физическим факторам. Методические указания по диагностике

/Биологические науки, 3, 1984, с.15-21. вироида веретеновидности клубней картофе-

ля. М., РАСХН, 1999, 24 с.

Можаева К.А., Васильева Т.Я. Вироидные болезни растений. М., ВНИИТЭИСХ, 1985, 60 с.

Можаева К.А., Васильева Т.Я., Кастальева Т.Б. Заражение томатов вироидом веретено-видности. /Вестник РАСХН, 3, 1996, с.57-58.

Diener T.O. Viroids and Viroid Diseases. Wiley Interscience, N.Y., 1979, 252 p.

Fernow K.H., Peterson L.C., Plaisted R.L. Spindle tuber virus in seeds and pollen of infected potato plants. /Am. Potato J., 47, 1, 1970, p.75-80.

Goss R.W. Infection experiments with spindle tuber and unmottled curly dwarf of the potato. /Univ. Nebraska Agr. Exp. Sta. Res.

Вестник защиты растений, 1, 2002 Bull., 53, 1931, 196 p.

Mink, G.L. Pollen- and seed- transmitted viruses and viroids. /Annu. Rev. Phytopathol., 31, 1993, р.375-402.

Querci M., Owens R.A., Bartolini I., Lazarte V., Salasar L.F. Evidence for heterologous encapsidation of potato spindle tuber viroid in particles of potato leafroll virus. /J. General Virology, 78, 1997, р.1207-1211.

Salazar L.F. Potato Viruses and Their Control. Peru, CIP, 1996, 214 p.

Singh R.P., Boucher A., Wang R.G. Detection, distribution and lonr-term persistence of PSTV in true potato seed from China. /Am. Potato J., 68, 1, 1991, р.65-74.