Вирус мозаики паникума (PMV) представляет собойвирусный патоген с одноцепочечной РНК с положительным смыслом, который поражает виды растений паникоидного племени семейства злаковых, Poaceae . [1] Патоген был впервые идентифицирован в Канзасе в 1953 году и чаще всего вызывает заболевание на некоторых сортах дерновой травы , проса и проса . Болезнь, наиболее часто связанная с патогеном вируса мозаики паникум, - это синдром упадка Святого Августина, который поражает виды дерновой травы и вызывает хлоротичные пятна. [2] В дополнение к болезни Св. Августина, вирус мозаики паникум вызывает хлоротичные полосы.и умеренная зеленая мозаика у избранных сортов проса и проса. [3]
Вирус мозаики паникум | |
---|---|
Классификация вирусов | |
(без рейтинга): | Вирус |
Царство : | Рибовирия |
Королевство: | Орторнавиры |
Тип: | Kitrinoviricota |
Класс: | Tolucaviricetes |
Заказ: | Толивиралес |
Семья: | Tombusviridae |
Род: | Паниковирус |
Разновидность: | Вирус мозаики паникум |
История
Впервые PMV был обнаружен в Канзасе в 1953 году. Первоначально было отмечено, что он заражает просо ( Panicum virgatum ), а в 1966 году наблюдалось заражение травы Святого Августина ( Stenotaphrum secundatum ) в Техасе . С тех пор наблюдали штамм, специфичный для травы Святого Августина. в Арканзасе , Луизиане , Миссисипи и Южной Каролине в США , а также в Мексике . Были идентифицированы другие штаммы, поражающие сороконожку ( Eremochloa ophiuroides ). [4] Просо лисохвост ( Setaria italica ), белое просо ( Panicum miliaceum ) и жемчужное просо ( Pennisetum glaucum ) также использовались для размножения PMV и сателлитного вируса мозаики panicum (SPMV), и механическая передача может происходить от кукурузы и некоторых сортов. из общей пшеницы ( Triticum AESTIVUM ). [5]
Классификация
Panicum вирус мозаики присваиваются родом Panicovirus , член вируса растений семейства Tombusviridae . [4] Члены Tombusviridae передаются как одноцепочечные РНК-вирусы с положительным смыслом и без оболочки с икосаэдрическим капсидом . [6] Сам PMV имеет геном из 4326 нуклеотидов , инкапсулированных в 30-нм частицы капсидным белком 26 кДа . [4] PMV был отнесен к роду Panicovirus из-за ограниченного диапазона однодольных хозяев и отсутствия дополнительной 5'-ORF . PMV серологически родственен вирусу полосатости Молина и вирусу легкой крапчатости кукурузы . [5]
Вирус спутниковой паникульной мозаики
Существует вирус-спутник вируса мозаики паники. Хотя о вирусе сателлитной мозаики паникум мало что известно, считается , что этот патоген играет определенную роль в процессе заражения, потому что в сочетании с вирусом мозаики паникум сателлитный вирус вызывает симптомы, проявляющиеся раньше в период вегетации, и приводит к более тяжелой инфекции. . [7] Считается, что из-за изменения вирулентности болезни по отношению к основному вирусному патогену вирус мозаики паникум и вирус сателлитной мозаики паникум оказывают синергетический эффект на своих хозяев. Вирус мозаики Satellite panicum не может производить ни свою собственную репликацию, ни белки движения, поэтому репликация и системное перемещение в растении-хозяине полностью зависят от вируса мозаики panicum. [8]
Патогенез и характеристика заболевания
Вирус мозаики паникум - это заболевание растений, которое поражает однодольные путем проникновения через механические раны. [9] Поскольку возбудитель вируса мозаики паникум не может создать свою собственную рану на растении-хозяине, патоген должен выжить до тех пор, пока рана не образуется в результате эпифитической жизни на своем будущем хозяине или в растительных остатках. [10] В инфицированных растительных остатках вирус может жить до девяти лет. Вирус переносится по окружающей среде ветром, дождем и культурными традициями, такими как вспашка и кошение. После того, как вирус успешно проник в растение, вирионы мозаики паникум распространяются по растению, производя три белка (p8, p6.6 и p15) как часть своих капсидов . [7] Инкубационный период из проса вируса мозаики является самым быстрым в теплых условиях, около 29 до 35 градусов по Цельсию, и может занять всего лишь 7-18 дней. [10]
Что касается патогенного состава, то можно выделить два характерных компонента вируса мозаики паникум и связанных с ним вирусов сателлитной мозаики паникума. Одной из характеристик заболевания является компонент 42S, имеющий изометрическую форму, диаметр 17 нм, и не было показано, что он является заразным сам по себе. [11] Вторым характерным компонентом вируса мозаики паникум является компонент 109S, который имеет диаметр примерно 30 нм, также имеет изометрическую форму и, как было показано, является заразным. По результатам тестирования репликации предполагается, что компонент 109S является патогеном panicum mosaic, а компонент 42S патогена является сателлитным вирусом panicum, поскольку компонент 109S реплицируется независимо, в то время как компонент 42S не может реплицироваться без присутствия компонента 109S.
Хозяева и симптомы
Трава святого Августина
Симптомы синдрома упадка святого Августина на траве святого Августина ( Stenotaphrum secundatum ) представляют собой мягкую зеленую мозаику в дополнение к пятнистости и полосам на листьях. [2] В крайних случаях дерновая трава может испытывать хлороз, если болезнь поражает восприимчивые растения. Заболевание распространяется только механическими переносчиками, такими как кошение. В настоящее время единственным методом борьбы с вирусом мозаики паникум является посадка устойчивых сортов. В газонной траве заболевание географически сосредоточено вокруг юга, центральной и юго-восточной части Соединенных Штатов из-за высокой распространенности неустойчивых видов дерновой травы. [2]
Просо
Симптомами вируса мозаики паникум на просе - без его спутникового вируса - являются легкий хлороз и легкая задержка роста. [9] Синергетический эффект вируса мозаики паникум и вируса сателлитной мозаики паники на сорта проса заключается в быстром появлении хлоротичных штрихов в течение нескольких дней после инокуляции растений. Долгосрочным воздействием комбинированных вирусов мозаики паникум и сателлитной мозаики паникум на просо является сильная мозаика листьев, задержка роста и неспособность заложить семена. [12]
Просо
Просо - это местная трава прерий, которую начали разводить для борьбы с эрозией и получения корма около века назад. [13] В 1980-х годах просо стали выращивать для производства биотоплива . За последние три десятилетия резко увеличилось количество исследований болезней проса и других энергетических культур.
Подобно своим симптомам на просе и дерновой траве, вирус мозаики паникум вызывает хлоротичную пятнистость и задержку роста на просо. [7] В отличие от дерновой травы, нет устойчивых сортов просо проса, доступных для выращивания. В результате отсутствия устойчивости у культурных видов проса проса существует потенциальная опасность развития крупномасштабных болезней в системах возделывания энергетических культур .
Управление
Святой Августин упадок дерновой травы
Основным методом борьбы с синдромом упадка святого Августина является выведение устойчивых сортов. Этот метод резистентной селекции оказался успешным для дерновой травы, потому что он привел к производству двух устойчивых сортов травы Святого Августина, FA-108 и FA-2002 (получивших прозвище «Роли» и «Севилья»). [14] Помимо генов устойчивости, другим вариантом управления синдромом упадка святого Августина является культурный контроль путем очистки инструментов между стрижкой различных участков, чтобы предотвратить распространение патогена. [2] Третий вариант борьбы с упадком Святого Августина - скашивание дерновой травы только в сухую погоду, потому что зараженный сок не может распространяться так легко. [2]
Просо и просо
Хотя сильный штамм патогена является экономически и эстетически пагубным, возможным полезным взаимодействием вируса мозаики паникум с восприимчивым хозяином является перекрестная защита путем инокуляции слабого штамма вируса мозаики паники. Преимущество инокуляции слабым штаммом означает, что культура будет иметь перекрестную защиту, что означает, что культура не будет иметь столь значительных потерь урожая, если культура подвергнется воздействию более агрессивного, вирулентного штамма. [7]
Одним из рисков, связанных с инокуляцией слабых штаммов, является повышенная восприимчивость к другим вирусным штаммам и патогенам. Кроме того, существует риск того, что слабый штамм может мутировать в более вирулентный штамм. В качестве альтернативы инокулированное слабое вирусное заболевание может вызвать синергетический эффект, если другой вирусный патоген заразит растение. [15] Несмотря на риски, связанные с перекрестной защитой сельскохозяйственных культур с использованием слабых штаммов, этот метод оказался полезным для борьбы с несколькими другими вирусами. Перекрестная защита представляется наиболее многообещающим вариантом в случае просеивания проса из-за отсутствия генов устойчивости для борьбы с патогенами. [7]
Рекомендации
- Перейти ↑ Lapierre, H. and Pierre-AS (2004). Вирусы и вирусные болезни Poaceae (злаковых) . Издания Quae.
- ^ а б в г д Феррин, Д. (2008). «Закат святого Августина (САД)» (PDF) . Государственный университет Луизианы . Проверено 8 июня 2018 .
- ^ Министерство сельского хозяйства США (USDA). (1999), Panicum Mosaic Virus (PMV). Получено 24 октября 2016 г. с сайта https://www.ars.usda.gov/oc/np/pearlmillet/virapm/.
- ^ а б в Кабрера, над; Карен-Бет Г. Шольтхоф (октябрь 1999 г.). «Сложная вирусная этиология упадка святого Августина» . Болезнь растений . 83 (10): 902–904. DOI : 10,1094 / PDIS.1999.83.10.902 . PMID 30841070 .
- ^ а б Лапьер, Эрве; Пьер А. Синьоре (5 октября 2004 г.). Вирусы и вирусные болезни Poaceae (злаковых) . Инра. п. 798. ISBN 2-7380-1088-1.
- ^ ICTVdB - Универсальная база данных вирусов, версия 3 00.074. Tombusviridae
- ^ а б в г д Стюарт, CL (2014). КОМПЛЕКС МОЗАИКИ ПАНИКУМА И БИОТОПЛИВО SWITCHGRASS. Получено 24 октября 2016 г. с сайта http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1044&context=biosysengdiss.
- ^ Омаров, РТ, ци, Д., & Scholthof, KBG (2005). Капсидный белок вируса сателлитной мозаики паникум способствует системной инвазии и взаимодействует с его вирусом-помощником. Журнал вирусологии , 79 (15), 9756–9764.
- ^ a b Подоконник, WH Jr; Пикетт Р. К. (1957). Новое вирусное заболевание проса проса Panicum virgatum L. Reporter. 41: 241–249.
- ^ a b Sill, WH, & Talens, LT (1962). Новые хозяева и характеристики вируса мозаики Panicum. Завод Диск Реп , 46 , 780–783.
- ^ Buzen, FG, Ниблетты, CL, Хупер, GR, Хаббард J., & Ньюман, М. (1984). Дальнейшая характеристика вируса мозаики паникум и связанного с ним сателлитного вируса. Фитопатология , 74 (3), 313–318.
- ^ Qi, Д., Омаров, RT, и Scholthof, KBG (2008). Сложное внутриклеточное распределение капсидного белка сателлитного вируса паникульной мозаики отражает его многофункциональную роль во время инфекции. Вирусология , 376 (1), 154–164.
- ^ Райт, Л. (2007). Исторический взгляд на то, как и почему просо было выбрано в качестве «модельной» высокопотенциальной энергетической культуры. Национальная лаборатория Окриджа.
- Перейти ↑ Reinert, JA, Bruton, BD, & Toler, RW (1980). Устойчивость травы св. Августина к южному клопу и штамму св. Августина снижает штамм вируса мозаики Panicum. Журнал экономической энтомологии , 73 (4), 602–604.
- Перейти ↑ Fulton, RW (1986). Практика и меры предосторожности при использовании перекрестной защиты для борьбы с вирусными заболеваниями растений. Ежегодный обзор фитопатологии , 24 (1), 67–81.