АгроФорум №4 сентябрь 2022

АГРОФОРУМ
КАРТОФЕЛЕВОДСТВО
РНК вироида в качестве матрицы для
синтеза новых копий вироидной РНК.
Так как сигналов остановки для РНК
полимеразы у вироидов нет, то она безостановочно
штампует новые вироиды.
Именно поэтому данный механизм и
получил название «катящегося кольца».
Использование хозяйских РНК полимераз
и является главным отличием
репликации вироидов от репликации
вирусов, потому что большинство вирусов
растений кодируют собственные
РНК-зависимые РНК-полимеразы. По
сути, вирус использует хозяйский аппарат
синтеза белка, тогда как вироид
эксплуатирует аппарат синтеза РНК.
После репликации новые вироиды
покидают ядро и распространяются в
соседние клетки через плазмодесмы,
проникают в клетки флоэмы и распространяются
по всему растению, вызывая
системную карликовость, пороки развития
листьев, некрозы и нарушения развития
плодов. В зависимости от штамма
вироида, растение-хозяин может проявлять
различную степень симптомов,
которые также могут варьироваться
в зависимости от вида или сорта растения-хозяина
(Рис. 4). Основываясь на
симптомах инфицированного томата, различают
типичный штамм, штамм некрапчатой курчавой
карликовости и слабые штаммы PSTVd.
В основе развития симптомов заболевания у растений
томата лежит ряд молекулярных механизмов,
позволяющих вироидам наносить колоссальный
ущерб. Для их понимания нужно отталкиваться
от строения генома вироида (Рис. 1). Он имеет 5
структурных участков – левый терминальный домен
(T L
), участок ответственный за патогенез (P),
центральный консервативный участок (C), вариабельный
(V) и правый терминальный домен (T R
).
Известно, что нуклеотидная последовательность
области, отвечающей за вирулентность (Р-область),
расположенная на левой стороне палочковидной
РНК, играет важную роль в управлении патогенностью
PSTVd, при этом изменения от одного до
нескольких нуклеотидов приводят к серьезным
различиям в тяжести заболевания.
Для того, чтобы успешно противостоять распространению
инфекции, необходимо тщательно
проверять весь поступающий семенной материал
на наличие вироида веретеновидности клубней
картофеля.
Долгое время основным способом диагностики
являлись растения индикаторы, главным из которых
был томат восприимчивого к PSTVd сорта
Рутгерс. Именно по тяжести признаков, которые
проявляются при заражении данного сорта тем или
иным изолятом PSTVd происходит их дифференцировка
штаммов вироида на высокопатогенные,
средней патогенности и слабые. Однако основным
недостатком данного метода диагностики остается
его продолжительность – характерные признаки
развиваются через 2-4 недели после заражения
семядолей, в зависимости от штамма PSTVd, концентрации
вироидов и условий окружающей среды.
Высокая температура и высокая интенсивность
света приводят к более очевидным симптомам.
Рисунок 4. Различие симтомов вироида веретеновидности клубней
картофеля на томатах различных сортов.
А - симптомы некроза жилок в листе сорта Рутгерс; Б - симптомы скручивания
листьев; C - симптомы уменьшения размера верхушечных листьях; D - задержка
роста у растения сорта Петула (слева) по сравнению со здоровым растением
(справа); E - задержка роста у растения сорта Свенсон (слева) по сравнению со
здоровым растением (справа); F - задержка роста у растения Рутгерс (слева) по
сравнению со здоровым растением (справа); G - в основном плоды небольшого
размера, собранные с зараженного растения сорта Петула; H - в основном
плоды небольшого размера, собранные с зараженного растения сорта Свенсон;
I - в основном плоды небольшого размера и неправильной формы, собранные с
зараженного растения сорта Рутгерс; J - плоды, собранные со здорового растения
сорта Петула; К - плоды, собранные со здорового растения сорта Свенсон;
L - плоды, собранные со здорового растения сорта Рутгерс.
Тогда как у растений томатов, зараженных слабыми
штаммами, могут не развиться симптомы
вироидной болезни, даже несмотря на то, что их
концентрация может быть довольно высокой.
По причине больших временных затрат на обнаружение
вироидов с помощью растений-индикаторов
развитие получили методы молекулярной
биологии. Сразу стоит отметить, что методы иммунохимии,
например ИФА и ИХА, в определении
вироидов являются мало эффективными, так как
сталкиваются с проблемой отсутствия антигенных
свойств у вироидов. Поэтому применяются методы
непосредственного обнаружения РНК. Таким
методом является полимеразная цепная реакция
в реальном времени, совмещенная с реакцией обратной
транскрипции (real-time RT-PCR).
Данную услугу предоставляет своим клиентам
НИЦ «Инновации». Разработанная в компании тестсистема
для определения РНК PSTVd основана
на методе полимеразной цепной реакции в реальном
времени позволяет с высокой точностью
специфично определять наличие того или иного
вироида в исследуемом материале, при минимальных
временных затратах. Комплект искусственно
синтезированных олигонуклеотидов позволяет
специфично детектировать фитопатоген в клубнях
картофеля, листьях, пыльце и семенах. Кроме того,
данная тест-система позволяет успешно выявлять
PSTVd у других видов, в том числе томата, перца и
различных декоративных растений.
Подводя итог, можно сказать, что вироид
веретеновидности клубней картофеля является
опасным фитопатогеном, поражающим
такие экономически значимые культуры как
картофель и томат. Однако, есть возможности
быстро диагностировать инфекцию и эффективно
бороться с данным патогеном. Именно
эти возможности и предлагает коллектив НИЦ
«Инновации».
38 www.agroyug.ru