Mrkev virus Y - Carrot virus Y - Wikipedia

Mrkev virus Y
Klasifikace virů E
(bez hodnocení):Virus
Oblast:Riboviria
Království:Orthornavirae
Kmen:Pisuviricota
Třída:Stelpaviricetes
Objednat:Patatavirales
Rodina:Potyviridae
Rod:Potyvirus
Druh:
Mrkev virus Y

Mrkev virus Y (CarVY) je (+) ss-RNA virus, který ovlivňuje plodiny rodiny mrkve (Apiaceae ), jako je mrkev, anýz, kerblík, koriandr, kmín, kopr a pastinák.[1] Mrkve jsou jedinou známou plodinou infikovanou v terénu. Infekce virem vede k deformovaným kořenům a změněným nebo skvrnitým listům. Virus se šíří hmyzími vektory a v současnosti se vyskytuje pouze v Austrálii.[2]

Příznaky

Mrkev, kořenová zelenina, je hlavním hostitelem Mrkev virus Y

Olistění

Příznaky CarVY v listí mrkve mohou zahrnovat chlorotické skvrnitost (nepravidelné malé žluté skvrny), okrajový leták nekróza nebo zarudnutí, generalizovaná chloróza listů a zakrnění rostlin. K nekróze dochází, když buňky nebo tkáně živého organismu zemřou nebo degenerují. Nekróza rostlin způsobuje ztmavnutí a vadnutí listů, stonků a dalších částí rostliny. To je výsledkem toho, že virus používá rostlinu jako hostitele, protože energie rostliny je přesměrována spíše na virus než na růst rostliny. Toto vyčerpání energie v průběhu času vede k nekróze v infikované oblasti, kde se virus replikuje.[3] U rostlinné chlorózy se tkáně, které jsou obvykle zelené, stávají bledými, žlutými nebo bělenými. To vyplývá z chlorofyl se nevyvíjí kvůli infekci virem.[4] Infikovaná rostlina navíc může vylíčit „péřový“ vzhled v důsledku nárůstu dělení mrkve letáky.[1][5]

Příznaky listů a zakrnění rostlin se u různých odrůd mrkve velmi liší. U některých rostlin se projeví zjevné příznaky, které lze snadno vidět z dálky. Jiní však mohou vyjádřit příznaky, které jsou tak mírné, že je obtížné je vidět ani při pečlivé prohlídce postižených rostlin. Při aktivním pěstování mrkvových plodin jsou příznaky listoví CarVY snadno zaměnitelné s příznaky výživových nedostatků. Pěstitelé navíc na konci každého vegetačního období rutinně přestávají přidávat hnojiva, aby snížili posklizňové poruchy mrkve. To má za následek příznaky zežloutnutí listů, které lze zaměnit s příznaky, které se podobají příznakům způsobeným CarVY.[5]

Kořeny

Kořeny rostlin mrkve se také vážně deformují v důsledku infekce CarVY. Když jsou rostliny mrkve infikovány CarVY v rané fázi růstového cyklu, vykreslují podsadité kořeny se silným zkreslením a chlípností (syndrom mrkve Michelin). Mrkev, která je infikována později v průběhu životního cyklu, je tenčí a delší než mrkev infikovaná dříve. U dříve infikovaných rostlin navíc vrcholy kořenů mají tendenci vystupovat z půdy a být vystaveny slunci. Výsledkem je, že se „ramena“ mrkve zbarví zeleně. Včasně infikované rostliny také silně narušují vnitřní vaskulární kambium. Místo svého normálního kruhového tvaru vykazuje mrkev hvězdné vaskulární kambium skládající se z několika zkroucení.[5]

Celá pole byla opuštěna kvůli infekci plodin. Těžké kořenové defekty spojené s časnou virovou infekcí činí mrkev neprodejnou. Mrkev infikovaná později v růstovém cyklu nevykazuje takové dramatické deformace, ale je stále považována za méně žádoucí a je prodávána a má výrazně nižší cenu.[1]

Struktura

CarVY patří do Potyviridae rodina virů. Potyviry jsou neobalený viry, které jsou symetricky spirálovité. Tyto vláknité viry mají obvykle délku 720-850 nm a průměr 12-15 nm.[6] Jejich pružné viriony lze snadno identifikovat v infikovaných vzorcích mrkvových listů pomocí elektronová mikroskopie.[5]

Genom

Nesegmentovaný, lineární genom CarVY je 1 754 kb.[7] CarVY je obvykle 11 nm široký a 770 nm dlouhý.[6]

Vektory

Mšice

Myzus persicae, zelená broskvová mšice, je účinným vysílačem Mrkev virus Y

CarVY je přenášen mezi rostlinami pomocí mšice, včetně těch, které obvykle nekolonizují mrkev. Mšice jsou měkký hmyz, který se živí rostlinná šťáva. Jejich sající ústa umožňují přenos virů mezi rostlinami. S jejich schopností reprodukovat nepohlavně, jsou schopni se velmi rychle množit a kolonizovat. To jim umožňuje velmi rychle šířit virus. Myzus persicae (M. personae), malá zelená mšice nejčastěji známá jako zelená broskvová mšice, je nejúčinnějším vysílačem viru.[8][2] Krmení mízou mrkvové rostliny způsobují mšice virus hostitele, který mohou později přenášet na další neinfikované rostliny, kterými se budou živit. Jiné kolonizující druhy, jako např Aphis spiraecola (zelená mšice citrusová) a D. apiifolia (mšice hlohový petržel), mohou být také úspěšnými virovými vektory. Nekolonizující druhy jako např Lipahis erysimi (mšice tuřín) a Acyrthosiphon kondoi (modrozelená mšice), mohou také sloužit jako efektivní vysílače.[8]

Semena

Není známo, zda infikovaná semena mohou přenášet virus na jiná semena. Pokud bude CarVY potvrzena jako přenosná v budoucím výzkumu, očekává se, že bude pouze na nízkých úrovních Virus mozaiky hlávkového salátu (LMV), potyvirus, je přenosný pouze na velmi nízkých úrovních. LMV je potyvirus, který ovlivňuje zeleninové plodiny. Pokud je přenos osiva potvrzen, bude nutné před výsevem rutinně otestovat osivo.[5]

Přenos

Pokud je mšice schopna úspěšně přijmout virion a virion zůstane stabilní, může být virus přenesen na nového hostitele. Ve vztahu k mšicím jsou potyviry necirkulační viry. Noncirculative viry jsou spojeny s ústa a přední břicho, což jim dává povrchnější a přechodnější vztah s vektorem.[9] Zdá se, že CarVY nepoškozuje jeho vektor mšic. Přenos virů se skládá nejméně ze tří kroků:

Získávání

Prvním krokem přenosu viru je akvizice, která spočívá v příjmu viru z infikovaného zdroje. Mšice jsou dobře navrženy pro své role jako vektory. Jejich ústa se skládají z jehly stylet který je schopen prorazit stěny rostlinných buněk aby se živil sladkou mízou rostliny. Vošky mohou usnadnit příjem a dodávku viriony do rostlinných buněk, aniž by hostiteli způsobily příliš mnoho nevratného poškození.[9]

Stabilizace

Účelem druhého kroku přenosu je stabilní retence získaných virionů ve vektoru na specifických místech. Virus určený k inokulaci je zadržován na místech ve styletu a potravním kanálu nebo v předním střevě. Viry Potyvirus nelze přenášet samostatně. Spíše se spojují s druhým virovým kódovaným doplňkovým proteinem, který se nazývá „pomocná složka “(HC). Virion a HC se spojují s kutikulární výstelkou potravního kanálu mšic. „Mostová hypotéza“ pomáhá vysvětlit, jak HC funguje jako můstek, který připojuje viriony k potravnímu kanálu vektoru mšic. HC je multifunkční protein a mutace v doménách, které tvoří protein HC, mohou ovlivnit přenos.[9]

Očkování

Posledním krokem přenosu je očkování. Očkování spočívá v uvolnění vázaných nebo zadržených virionů a jejich dodání do místa infekce. Jehlový stylet dodává viriony do nové hostitelské rostliny. Slinění může být důležité pro zvýšení uvolňování vázaných virionů a jejich dodání do rostlinných buněk.[9]

Replikační cyklus

Replikační cyklus CarVY nebyl výslovně studován, ale lze předpokládat, že virus následuje (+) ss-RNA infekční cyklus potyviru.

Stejně jako ostatní (+) RNA rostlinné viry, potyviry využívají při výrobě proteinu syntézu bílkovin hostitele virové proteiny. Využívají také endomembrána a mobilní sekreční systémy při tvorbě komplexů virové replikace (VRC) a využívají spojování buněk plasmodesmata (PD) k šíření jejich virového genomu do dalších buněk v hostiteli.[10]

Potyvirus proniká do buňky hostitele a infikuje jej. Virus je nepotažený, což je proces, při kterém se odstraňují šroubovicové virové proteiny. To vystavuje virovou genomovou RNA cytoplazmě. RNA je tedy přeloženo produkovat polyprotein, který je poté zpracován virovými proteázami na RNA závislá RNA polymeráza a strukturní proteiny. Oba se používají k replikaci virového genomu, který probíhá v cytoplazmatických virových továrnách. Pomocí genomu (+) ssRNA původně použitého k infikování hostitele je syntetizován genom dsRNA. Tento nový genom je poté transkribován a replikován za vzniku virových mRNA a nových (+) ssRNA genomů. Viriony se poté shromáždí v cytoplazmě a virus je připraven k přenosu do nových buněk. Předpokládá se, že protein P3N-PIPO pro pohyb virů zprostředkovává přenos virionů mezi buňkami. To umožňuje viru dále infikovat hostitele.[6]

Incidence

Pole mrkvových plodin.

CarVY byl aktuálně detekován pouze v Austrálie. Bylo zjištěno v plodinách mrkve ve státech Nový Jížní Wales, Queensland, jižní Austrálie, Tasmánie, Victoria a západní Austrálie. Výskyt CarVY je vysoký na farmách, které nepřetržitě produkují mrkev. The výskyt bylo zjištěno, že je nižší, když farmy střídají plodiny mrkve s hostitelskými plodinami nebo ležící ladem.[5] Ve studii z let 2000-2002 bylo zjištěno, že CarVY infikuje plodiny mrkve ve všech šesti australských státech. Virus infikoval 30 z 36 testovaných mrkev kultivary. Výskyt byl větší ve státech (Nový Jižní Wales, Jižní Austrálie, Victoria a Západní Austrálie), kde produkce mrkve pokračovala. Virus je navíc schopen úspěšně infikovat a množit se, když se mrkev pěstuje pro produkci semen (ve které se mrkev pěstuje nepřetržitě po dobu přibližně dvou let). Ve státech, kde je pěstování mrkve omezeno na letní nebo zimní měsíce, byl výskyt CarVY výrazně snížen. Výskyt je mnohem menší, když se plodiny pěstují pouze šest měsíců v roce. Studie ukazuje, že přenos virů lze výrazně snížit, pokud dojde k přerušení produkce mrkve.[11]

Řízení

Pokud jde o kontrolu nad CarVY, mezi klíčová opatření patří zabránění šíření z blízce infikovaných plodin mrkve a minimalizace šíření z dobrovolník mrkev a zavádění nehostitelských rotačních plodin.[5] Jedna z nejjednodušších metod kontroly se provádí výsadbou plodin, které nejsou v těsné blízkosti. Tím se zabrání šíření z potenciálně infikovaných plodin mrkve. Šíření z dobrovolných plodin mrkve lze navíc eliminovat postřikem dobrovolných plodin herbicid nebo hluboko orba před opětovným setím půdy mrkví. Tím se odstraní potenciální zdroje virové infekce a zabrání se jejich šíření na nové výsadby. Další kontrolní metoda spočívá v manipulaci s datem výsadby plodin mrkve, aby se zabránilo vystavení populacím mšic. Když jsou rostliny v jejich nejzranitelnější fázi růstu, příznaky viru jsou s rozvojem plodin stále závažnější. Vyhýbání se populacím mšic snižuje pravděpodobnost infekce v raných fázích růstu, protože později infikované rostliny produkují méně poškozenou mrkev.[12][5]

Přidružené viry

CarVY má nejbližší vztah k Virus mozaiky celeru.[5]

Reference

  1. ^ A b C "Mrkev virus Y". www.agric.wa.gov.au. Citováno 2019-12-13.
  2. ^ A b „Mrkev virus Y: Stránka 2 ze 2“. www.agric.wa.gov.au. Archivováno od originálu 2014-08-14. Citováno 2019-12-13.
  3. ^ „Definice nekrózy u rostlin“. Vědění. Archivováno od originálu na 2019-12-13. Citováno 2019-12-13.
  4. ^ "Chloróza | choroba rostlin". Encyklopedie Britannica. Archivováno od originálu na 2019-12-13. Citováno 2019-12-13.
  5. ^ A b C d E F G h i Latham, Lindrea J; Jones, Roger A.C (březen 2004). "Mrkev virus Y: příznaky, ztráty, výskyt, epidemiologie a kontrola". Virový výzkum. 100 (1): 89–99. doi:10.1016 / j.virusres.2003.12.017. ISSN  0168-1702. PMID  15036839.
  6. ^ A b C "Potyvirus ~ stránka ViralZone". viruszone.expasy.org. Archivováno od původního dne 26. 9. 2019. Citováno 2019-12-13.
  7. ^ "Mrkev virus Y země Austrálie polyproteinový gen, částečné CD". 2002-10-10. Citováno 13. prosince 2019.
  8. ^ A b Ekman, Jenny, autor. (2015-05-31). Škůdci, nemoci a poruchy mrkve, celeru a petrželky: polní identifikační průvodce. ISBN  978-0-9925251-4-9. OCLC  907948928.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  9. ^ A b C d Harris, K. F. (2018-01-18), „Přenos mšic rostlinných virů“, Rostlinné viry, CRC Press, str. 177–204, doi:10.1201/9781351075787-7, ISBN  978-1-351-07578-7
  10. ^ Mäkinen, Kristiina; Hafrén, Anders (2014-03-26). "Intracelulární koordinace funkcí potyvirové RNA v infekci". Hranice ve vědě o rostlinách. 5: 110. doi:10.3389 / fpls.2014.00110. ISSN  1664-462X. PMC  3972461. PMID  24723931.
  11. ^ Latham, L. J. Traicevski, V. Persley, D.M. Wilson, C.R.Tesoriero, L. Coles, R. Jones, R.A.C. (2004). Distribuce a výskyt viru Mrkev Y v Austrálii. Publikování CSIRO. OCLC  919478274.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  12. ^ Hills, Claude H. (01.06.1944). „Rostlinné viry a virové nemoci. F. C. Bawden“. The Journal of Physical Chemistry. 48 (6): 426. doi:10.1021 / j150438a008. ISSN  0092-7325.