Общие методы защиты растений от вирусной инфекции

Вирусы постоянно присутствуют в растениях, и их вредоносность проявляется, как правило, в стрессовых ситуациях, приобретая хозяйственное значение только при инфицировании сильнопатогенными штаммами. Растения самостоятельно могут защищаться от многих вирусов, но результат этой борьбы проявляется в виде точечных или обширных некрозов, мозаик, деформаций. В результате ухудшается качество продукции и снижается урожайность.

Химические способы борьбы с вирозами пока недостаточно хорошо разработаны, т.к. размножение вирусов настолько тесно связано с обменом веществ растения-хозяина, что непосредственное избирательное воздействие какими-либо препаратами на самого патогена отрицательно отражается и на растительной клетке. Поэтому защита от вирусов сводится скорее к предупреждению заболеваний, вакцинации слабопатогенными штаммами вирусов или к снижению темпов развития вирусных эпифитотий различными агротехническими приемами.

На практике применяют следующие способы борьбы с вирозами:

1. При вегетативном размножении проводят периодическую прочистку посадок маточных растений. Этот метод эффективен для борьбы с вирусами, имеющими хорошо различимые симптомы.

2. Обследование молодых растений и выбраковка пораженных растений с целью уничтожения первичных очагов инфекции. Тщательное обследование растений в период всходов, начала цветения и начала плодоношения.

3. Термотерапия позволяет резко снизить зараженность, а иногда и полностью избавить растения от вирусов. Этот метод можно использовать как для обеззараживания вегетативных органов, так и для борьбы с инфекцией внутри семян. Температурные режимы строго специфичны и рассматриваются ниже в соответствующих разделах.

4. Использование метода культивирования апикальных меристем позволяет избавиться от большинства возбудителей вирозов. Лучший эффект оздоровления от вирусных инфекций получают при комбинировании метода культуры верхушечных меристем с предварительной термотерапией или химиотерапией, при которой в питательную среду для культивирования меристем вводят антивирусные добавки (гликопротеины, полисахариды, нуклеиновые кислоты, антибиотики высших растений) или обрабатывают ими исходные растения-доноры меристем.

5. Борьба с растениями-резерваторами вирусов, с переносчиками инфекции. Сокращение запаса вирусов в объектах окружающей среды (в семенах и в самих растениях, борьба с переносчиками инфекции).

6. Использование иммунных сортов и гибридов. При этом селекционную работу следует проводить не только по признаку устойчивости к вирусу, но, желательно, и к его переносчику. Не меньшее значение имеет получение толерантных (выносливых) сортов, в которых системное распространение вирусов ограничено, понижена их концентрация. Толерантность зачастую приводит к бессимптомному течению заболевания, при этом продуктивность растений практически не снижается.

7. Стимулирование у растений неспецифического иммунитета с помощью элиситоров (индукторов).

8. Преиммунизация, или вакцинация. Известно, что вирулентные штаммы не вызывают симптомы заболевания, если растение предварительно было заражено слабопатогенным или авирулентным штаммом вируса. Подобная вакцинация использовалась ранее для защиты неустойчивых к ВТМ сортов и гибридов томата. Однако, в целом преиммунизация не получила широкого применения из-за возможности мутирования патогена, усиления его вредоносности при совместном заражении с другими патогенами и из-за ряда других причин. Однако в последние годы получены хорошие вакцины не только к ВТМ, но и к вирусу зеленой крапчатой мозаики огурца (Андреева и др., 2000).

9. Изменение генома растений за счет включения новых генов устойчивости, полученных от донора. При введении в клетки гена, отвечающего за синтез белка оболочки вируса табачной мозаики, он вызывает появление устойчивости табака к этому заболеванию. Так, трансгенные кабачки, несущие гены вирусных оболочек желтой мозаики кабачка и мозаики арбуза, не имели симптомов поражения вирусами, тогда как контрольные растения и трансгенные растения с одним геном имели явные повреждения (Аветисов, 1999).

Проведенные полевые испытания устойчивых к вирусам растений томатов, картофеля и многих других культур, полученных при использовании этого подхода, показали его эффективность и перспективность дальнейших исследований в данной области.

10. Государственный и внутрихозяйственный карантин. При импорте растений в сертификационном свидетельстве должно быть подтверждено, что материал не содержит карантинных объектов. Эффективность мероприятий внешнего и внутреннего карантина в значительной мере зависит от надежности и быстроты методов идентификации вирусов.

11. Организационно-хозяйственные мероприятия включают дезинфекцию режущих инструментов и орудий труда в растворе формалина, перманганата калия, спирта или их тепловую обработку, т.к. многие экономически значимые вирусы передаются контактным путем; работа в сменной обуви и одежде; размещение дезинфекционных ковриков перед входом в теплицу; регулярное проведение визуальных обследований растений.

12. Ослабление симптомов заболевания за счет поддержания оптимального режима выращивания культуры, в том числе минерального питания. В период развития эпифитотии растения опрыскивают растворами микроэлементов, фосфорными и калийными удобрениями, которые стимулируют раннее созревание растений и как следствие – наступление возрастной устойчивости.

Последние три способа вместе являются основой так называемых профилактических мероприятий.

Вироиды

Это сравнительно новая группа вирусоподобных фитопатогенов. Фактически вироиды состоят из одной циклической молекулы РНК, которая способна реплицироваться в растении за счет биосинтетических механизмов растения-хозяина. Вироидная РНК состоит из 250-400 нуклеотидов и имеет уникальную структуру. Это – кольцевая молекула с высоким процентным содержанием спаренных оснований, вследствие чего вироиды устойчивы к высоким температурам (свыше 100⁰С) и химическим веществам (фенол, спирты и др.). Вироидные заболевания были известны ранее, но их рассматривали как вирусные или как болезни с невыясненной этиологией.

Вироиды – высокоинфекционные патогены, способные передаваться механически и с прививкой, пыльцой и семенами, насекомыми и таким растением-паразитом, как повилика. Они инфицируют преимущественно культурные растения из класса двудольных. Эффективных средств борьбы с заболеванием практически нет. Эта группа патогенов в большей степени опасна для многолетних и вегетативно размножающихся растений.

Распространению вироидных болезней способствует трудность выявления патогена в образцах исходного посадочного материала, в том числе ввозимого из-за рубежа. В селекционных и генетических работах возможна передача вироидов с пыльцой и семенами. Эти заболевания наносят ущерб цитрусовым, хризантеме, томату, огурцу, баклажану.

Томат может инфицироваться вироидной веретеновидностью клубней картофеля (ВВКК), вироидом экзокортиса цитрусовых, а также вироидами томатов «планта мачо» и апикальной карликовости. В Голландии, а затем в других странах отмечено вироидное заболевание огурца – бледность плодов, которое заметно проявляется в летние месяцы на длинноплодных партенокарпических гибридах. В последние годы все чаще выявляется латентное поражение баклажана, бобов, огурца, вироидами экзокортиса цитрусовых и карликовости хмеля. В целом сведения о распространении и вредоносности вироидных болезней на овощных культурах пока малочисленны.

Диагностику вироидов проводят с помощью растений-индикаторов, а также используют методы определения их нуклеиновых кислот: электрофорез в полиакриламидном геле (ПААГ), молекулярную гибридизацию, полимеразную цепную реакцию (ПЦР).

Основная направленность защиты от вироидов – профилактические меры: использование здорового посадочного материала, дезинфекция инструментов, выбраковка зараженных растений и т.п. Важно учитывать, что растения, пораженные вироидами, нельзя освободить от инфекции методами апикальной меристемы.