Я познаю мир. Вирусы и болезни

Чирков С. Н.

Важнейшее значение для сохранения чистоты семенного картофеля имеют различные агротехнические приемы. Семенной картофель стараются высаживать как можно раньше, чтобы наиболее восприимчивые к вирусной инфекции ранние фазы развития закончились до массового появления переносчиков вирусов. Сомкнутые и ровные посадки картофеля значительно меньше заселяются тлями, чем разреженные, поэтому все приемы, способствующие образованию сомкнутого, густого насаждения ослабляют зараженность вирусными болезнями. Восприимчивость картофеля к тле повышается при избытке азотных удобрений, поскольку они продлевают физиологическую молодость растений. Раннее уничтожение ботвы тоже позволяет предупредить или ослабить заражение клубней вирусами. Конечно, клубни при этом получаются меньше,

чем могли бы быть (даже с учетом ранней посадки), но для семенного картофеля это хорошо; наилучшей считается масса семенного клубня 50–70 грамм. А если это элитный клубень, то существуют определенные нормы, обязательные для семеноводов: так, в полевых посадках семенного картофеля может быть заражено вирусами скручивания листьев и вирусом Y картофеля не более чем полпррцента растений. Степень зараженности определяют с помощью различных диагностических методов, и только их постоянное применение позволяет добиться высокого качества семенного материала.

Есть еще одно серьезное заболевание картофеля, известное как "веретеновидность клубней картофеля". Его возбудитель, обладая свойствами вируса, на вирус, тем не менее, совершенно не похож.

Обычно картина заболевания выглядит следующим образом. Листья больных растений меньше и уже здоровых. Листья верхнего яруса часто бывают серповидной формы из–за кругообразного искривления средней жилки листа. Рост боковых побегов угнетен, листья от побегов отходят вверх под острым углом. Больные растения часто вытянуты, прямостоячи, как бы устремлены вверх – неслучайно это заболевание называют еще "готикой". Пораженные вироидом клубни имеют большее количество глазков, заметно выступающих над поверхностью клубня. Наиболее характерная форма клубня веретеновидная, хотя встречаются округлые и грушевидные клубни, часто потрескавшиеся.

Долгое время изучение этой болезни тормозилось необычными свойствами возбудителя – отсутствием вирусных частиц. Только в 1967 году было установлено, что их и не бывает. Небольшая молекула РНК – это все, из чего он состоит. Такого рода возбудителей стали называть "вироидами".

Вироид веретеновидности клубней картофеля представляет собой одноцепочечную кольцевую молекулу РНК. Она состоит всего из 359 нуклеотидов, большая часть которых спарена, образуя структуры, похожие на шпильки. Под электронным микроскопом вироид обычно выглядит как очень тонкая палочка длиной около 50 нанометров.

Такая "зашпиленная" структура очень устойчива, например, к обработке спиртом и карболкой, выдерживает нагревание почти до 100° не теряя инфекционности, не разрушается в слабых кислотах и щелочах. Вироид почти в сто раз устойчивее к облучению ультрафиолетовым светом, чем обычные вирусы. В общем, крепкий орешек.

И, надо добавить, исключительный паразит. Крохотная нуклеиновая кислота вироида сама ничего не способна создать, поэтому вироид все, что ему требуется для жизни, отбирает у растения.

Вироид встречается на всех континентах: в Европе, Северной и Южной Америке, Азии и в Австралии. В России это заболевание распространено в Поволжье, на Дальнем Востоке, в Нечерноземной зоне. Страдает от вироида картофель на Украине, в Белоруссии, Средней Азии и Закавказье.

Конечно, вироиды, как и все живое, отличаются один от другого по структуре и вредоносности. Кроме того, его вредоносность зависит от сорта картофеля и условий выращивания растений. Недобор урожая картофеля, зараженного вироидом, оценивается в десятки процентов. Потери возрастают из–за плохого качества и нетоварного вида клубней, плохой сохранности клубней. Вироид веретеновидности клубней картофеля поражает также томаты, табак и еще многие виды растений.

Вироид легко распространяется механически при контакте поврежденных больных и здоровых растений и клубней. Естественное распространение вироида в поле происходит во время переборки, резки и посадки пророщенных клубней,

при бороновании и окучивании, а после смыкания ботвы в результате контакта поврежденных тканей во время сильных ветров, дождей, града, при обработке пестицидами. Вироид сохраняется в клубнях, пыльце и ботанических семенах картофеля и передается при прививке.

Кроме вироида веретеновидности клубней картофеля, в настоящее время известно еще около 30 вироидов, поражающих виноград и цитрусовые, хризантемы и авокадо, огурцы и кокосовые пальмы. РНК вироида "каданг–каданг" состоит всего–то из 246 нуклеотидов, что в десять раз меньше размера генома самых мелких вирусов. Но, невзирая на ничтожный размер, вироид "каданг–каданг", со времени его открытия в 1930 году, довел до гибели более 30 миллионов кокосовых пальм – и это только на Филиппинах.

Чтобы быстро и успешно размножаться, вироиду необходимо проникнуть в активно делящиеся клетки. А самыми активными в этом отношении являются верхушечные почки побегов. Попав в растение, вироид первым делом направляется именно туда. Зараженные клетки начинают делиться медленнее, прирост останавливается, поэтому одним из основных признаков вироидной инфекции является замедление роста растения и возникающая в итоге карликовость. Из–за угнетения верхушечной почки активизируются боковые побеги, и вироид незамедлительно устремляется к ним. При быстром черенковании растений из одного или немногих зараженных источников (как правило, при их размножении в коммерческих целях) возникают идеальные условия для стремительного размножения вироида, и процесс приобретает характер эпифитотии. Именно так произошло в США в конце 40–х годов XX века, когда два вироида – карликовости и хлоротической пятнистости хризантем едва не сгубили на корню всю культуру этого декоративного растения. Ко всему прочему, вироид просто обожает повышенную температуру, а хризантемы размножали, естественно, в теплицах.

Как–то незаметно от картошки мы перешли к кокосам и хризантемам – и это правильно. Надо, хотя бы коротко, рассказать о вирусных заболеваниях других сельскохозяйственных культур.

Вирусы – вредители сельского хозяйства

Не надо объяснять, какое хозяйственное значение имеют злаковые культуры. И несмотря на то, что выращивают их из семян, а вирусы нечасто передаются семенами, вирусные болезни злаков приобретают все большее значение. Например, во всем мире распространен и отличается высокой вредоносностью вирус желтой карликовости ячменя. Это неважно, что он не передается семенами. Зато он передается тлей, и уже через три дня после заражения вирус распространяется по всему растению. Вирус вызывает снижение урожая ячменя из–за увеличения доли колосьев, в которых не вызревает зерно, из–за уменьшения числа зерен в колосе и их массы. Кроме того, вирус на несколько градусов повышает нижний порог температуры, которую выдерживают озимая пшеница и ячмень. Для ячменя этот порог повышается на 4–8, а для пшеницы на 2–4 градуса, а надо заметить, что повышение порога зимостойкости даже на полградуса заметно сказывается на урожайности зерновых культур. Проще говоря, озимые злаки, зараженные вирусом желтой карликовости ячменя, могут попросту вымерзнуть, если зима случится холоднее обычного. Помимо ячменя, этот вирус заражает пшеницу, рожь, овес и кормовые травы. А вот ячмени из Эфиопии устойчивы к вирусу желтой карликовости, поэтому их используют для целенаправленной селекции ячменя по этому признаку.

Вирус штриховатой мозаики ячменя вызывает стерильность цветков. Он передается и семенами, и пыльцой, к тому же в семенах сохраняет инфекционность почти двадцать лет. Вирус желтой мозаики ячменя передается почвообитающим грибом и поражает только ячмень. В спорах гриба вирус может оставаться инфекционным так долго, что даже десятилетний перерыв в возделывании не исключает возможности заражения озимого ячменя. Зато агротехнические приемы позволяют бороться с вирусом стерильной карликовости овса. Он переносится цикадками, которые зимуют в почве. Глубокая вспашка осенью при низких температурах позволяет почти полностью избавиться от цикадок.