Вирус кольцевой пятнистости папайи
Вирус кольцевой пятнистости папайи | |
---|---|
![]() | |
Симптомы PRSV на дереве папайи (а) и плодах (б) | |
Классификация вирусов ![]() | |
(без рейтинга): | Вирус |
Область : | Рибовирия |
Королевство: | Орторнавиры |
Тип: | Писувирикота |
Сорт: | Стелпавирицеты |
Заказ: | пататавирусные |
Семья: | Потивирусиды |
Род: | Потивирус |
Разновидность: | Вирус кольцевой пятнистости папайи
|
Синонимы | |
|
Вирус кольцевой пятнистости папайи ( PRSV ) — патогенный вирус растений. [ 1 ] из рода Potyvirus и семейства вирусов Potyviridae, которые в первую очередь поражают дерево папайи .
Вирус представляет собой гибкую палочковидную частицу без оболочки длиной 760–800 нм и диаметром 12 нм. Он передается между растениями посредством механических действий, таких как обрезка, а также через многочисленные виды тли, такие как Myzus persicae . Передача семян не обнаружена. [ 2 ]
Существует два основных типа этого вируса, но оба серологически неразличимы и генетически настолько тесно связаны, что теперь их считают одним и тем же видом вируса. Тип, который дал вирусу название, — это изоляты типа P (PRSV-P). Этот тип поражает папайю и некоторых представителей семейства дынных ( Cucurbitaceae ). Другой тип, изоляты типа W (PRSV-W), не заражает папайю. Изоляты PRSV-W действительно инфицируют тыквенные культуры, такие как арбуз, огурец и тыква, и первоначально были известны как вирус мозаики арбуза 1 . [ 3 ] [ 4 ]
История
[ редактировать ]Производство папайи на Гавайях дважды серьезно пострадало от вируса PRSV. Вирус был завезен на остров Оаху еще в 1937 году. [ 5 ] Болезнь протекала в легкой форме в течение нескольких лет, пока примерно в 1950 году она не мутировала или не был введен более агрессивный штамм. В течение 12 лет площадь земель под выращиванием папайи сократилась на 94%. Затем производство было перенесено с Оаху в регион Пуна на острове Гавайи («Большой остров») под строгий карантин. В 1971 году вирус PRSV был обнаружен в приусадебных участках, но были предприняты усилия по предотвращению его распространения. Вирус появился на коммерческих фермах в 1992 году, и к 1995 году производство в Пуне стало невозможным. Коммерческие производители снова переехали на побережье Хамакуа , но с ограниченным успехом. К концу десятилетия производство папайи на Гавайях сократилось вдвое. Трансгенные сорта папайи, устойчивые к PRSV, были запущены в производство в 1998 году и возродили отрасль. [ 6 ]
Распространение и происхождение
[ редактировать ]Оба патотипа распространены по всему миру. Например, известно, что PRSV-P присутствует на Ближнем Востоке, в Африке, Южной и Центральной Америке. Он также был обнаружен в Китае, Франции, Германии, Индии, Италии, Мексике, Тайване и США. Изоляты PRSV-W были обнаружены в США, странах Карибского бассейна , Мексике, Италии, Германии, Австралии, Франции, Индии, на Ближнем Востоке и в Южной Америке .
Используя исследования генетической филогении , исследователи подозревают, что вирус возник в Азии, вероятно, в Индии, около 2250 лет назад. Оттуда он медленно распространился по континенту, достигнув Китая около 600 лет назад. Он также был завезен непосредственно из Индии в Австралию и Америку за последние 300 лет. Папайя была завезена в Индию всего 500 лет назад, после чего вирус перешел из тыквенных культур . Однако в своей эволюции вирус много раз переключался между патотипами. [ 7 ]
ПРСВ-П
[ редактировать ]Симптомы типичны для вирусных заболеваний. У папайи наблюдается пожелтение, деформация листьев и сильная мозаика. На стволе и черешках появляются маслянистые или мокнущие водой пятна и полоски. На плодах будут бугорки и классическое «кольцевое пятно». Также было показано, что тяжелый изолят PRSV вызывает некроз тканей. [ 8 ] Симптомы тыквы, как правило, похожи на симптомы папайи, включая волдыри, мозаику, пожелтение и деформацию листьев. [ 9 ]
Этот вирус производит два типа телец включения , видимых под световым микроскопом при правильном окрашивании эпидермальных полосок. [ 10 ] Одно из включений представляет собой типичное цилиндрическое включение (CI), которое считается диагностическим для группы потивирусов, а другое называется аморфным включением (AI). Наличие обоих включений может быть диагностическим признаком этого вируса. [ 11 ]
ПРСВ-В
[ редактировать ]
У кабачков, арбузов и других тыквенных PRSV-W вызывает пятнистость и деформацию листьев и плодов. [ 12 ] PRSV-W считается одним из ограничивающих факторов при выращивании тыквенных во Флориде. [ 13 ]
PRSV-W не следует путать с вирусом мозаики арбуза 2 , другим потивирусом, поражающим тыквенные культуры по всему миру, включая Флориду, и который теперь известен просто как вирус мозаики арбуза (WMV). PRSV имеет другой диапазон хозяев, другие серологические свойства и не имеет гомологии нуклеотидной последовательности с WMV. [ 14 ] WMV также имеет различные цитоплазматические тельца включения, которые позволяют отличить его от PRSV-W. [ 15 ]
Поликлональные и моноклональные антитела были созданы как для белков CI, так и для AI, а также для капсидного белка PRSV-W. [ 16 ]
Векторы
[ редактировать ]Тля является основным средством передачи PRSV. PRSV является непостоянным вирусом, то есть он не проникает за пределы питающегося ротового аппарата тли, не циркулирует и не размножается внутри своего насекомого-хозяина. Нестойкие вирусы быстро и легко передаются между растениями. Многие виды тлей могут переносить PRSV, особенно персиковая тля и дынная тля. [ 17 ] [ 18 ]
Передача через семена наблюдалась у 2 зараженных растений второго поколения из 1355. [ 19 ] Этот метод передачи является незначительным по сравнению с передачей через тлю-переносчика. [ 20 ] Однако, если зараженное семя выживет, оно может служить источником инокулята, который затем может распространяться насекомыми-переносчиками.
Передача заболевания также может произойти при посадке зараженных саженцев на полях, где вирус отсутствует. Использование для посадки «чистой», безвирусной рассады имеет очень большое значение.
Контроль
[ редактировать ]Существует известная устойчивость к PRSV, хотя некоторые разновидности более симптоматичны, чем другие. [ 21 ] Существует четыре основных метода борьбы с вирусом PRSV: карантин и географическое перемещение, выгонка и использование сетей, перекрестная защита и генетическая модификация растения-хозяина. Поскольку вирус PRSV является непостоянным вирусом и, следовательно, передается тлей здоровым растениям в течение очень короткого периода времени, инсектицидный контроль затруднен и непрактичен. Как только симптомы наблюдаются, опрыскивать от тли уже поздно – болезнь, скорее всего, уже передалась на близлежащие здоровые растения. Для успешной борьбы с переносчиками инфекции необходимы частые профилактические опрыскивания, что делается редко.
Профилактика посредством карантина и географического перемещения пахотных земель широко распространена и имела место на Гавайях, Филиппинах и в Бразилии. [ 20 ] [ 21 ] Когда поля заражаются, как, например, в случае с производителями папайи на острове Оаху, предпринимаются попытки переместить районы выращивания на поля, свободные от вируса. Обычно это всего лишь временное избежание заболевания, которое со временем распространяется на новые поля.
Разграбление , или удаление и уничтожение зараженных растений, является способом контроля распространения вируса PRSV. Этот метод был безуспешно использован, когда PRSV начала вторгаться в регион Пуна на Гавайях. Распространение ВРСВ трудно подавить с помощью жуликов, поскольку тля очень быстро и эффективно распространяется.
Сетку также можно использовать для предотвращения распространения вируса насекомыми-переносчиками. Производство под сеткой непомерно дорого для натуральных и мелких производителей. [ 21 ] но эффективно использовался на Тайване, поскольку географическое перемещение на таком маленьком острове было невозможно. [ 22 ]
Крестовая защита
[ редактировать ]Перекрестная защита на практике, хотя и не по механизму действия, аналогична вакцинации против вируса у людей. В растение-хозяина вводится легкий штамм PRSV, у которого затем развивается устойчивость к вирулентным штаммам вируса. Развитие перекрестной защиты папайи исследовалось на Гавайях, начиная с 1979 года. Была достигнута задержка появления симптомов, а также снижение их тяжести. Однако инокуляция легкого штамма также вызвала патогенез растений папайи. [ 20 ]
Перекрестная защита осуществляется на Тайване, в Таиланде и на Гавайях с использованием штаммов НА 5-1 и НА 6-1. [ 23 ]
Трансгеники
[ редактировать ]Существует два трансгенных сорта папайи, Rainbow и SunUp, оба из которых были созданы Деннисом Гонсалвесом. [ 24 ] и его команда были запущены в производство 1 мая 1998 года. [ 25 ] Радуга (создатель Деннис Гонсалвес) [ 24 ] ) — гибрид F1, представляющий собой нечто среднее между желтомякотным Kapoho и красномякотным SunUp. [ 26 ] Rainbow выращивается на 76% площадей папайи на Гавайях, а SunUp практически не выращивается в коммерческих целях. Считается, что SunUp более устойчив к экзотическим штаммам вируса PRSV, в то время как Rainbow продемонстрировала восприимчивость к таким экзотическим штаммам вируса. [ 21 ] Было показано, что трансгенные сорта чрезвычайно эффективны против гавайских штаммов PRSV, демонстрируя полную устойчивость к вирусу по сравнению со 100% заражением восприимчивых штаммов в некоторых испытаниях. [ 27 ] [ 28 ]
Устойчивость, вызванная патогеном (PDR), — это метод внедрения фрагмента гена патогена в трансгенную культуру, что затем обеспечивает устойчивость растения к патогену. Этот метод был использован при разработке трансгенной папайи. Ген белка оболочки PRSV был встроен в высокоэмбриогенную растительную ткань с помощью недавно изобретенной генной пушки , что привело к разработке трансгенной линии 55–1, эффективность которой в борьбе с гавайскими штаммами PRSV была доказана. PDR, возможно, работает за счет РНК-интерференции . [ 29 ]
Дерегуляция
[ редактировать ]Оценка возможности выпуска трансгенной папайи в США проводилась APHIS, EPA и FDA. Этот инцидент был уникальным, поскольку трансгенные культуры обычно разрабатываются и продвигаются коммерческими предприятиями, в то время как трансгенная папайя и аргументы в пользу дерегулирования были приняты исследователями Гавайского университета. Университет был очень заинтересован в спасении гавайской индустрии папайи и, следовательно, взял на себя ведущую роль в продвижении коммерциализации фруктов. [ 20 ]
Япония занимает 20% экспортного рынка Гавайев. Япония сопротивлялась одобрению ГМО-папайи с момента ее появления в 1998 году. По состоянию на 2011 год трансгенная папайя Rainbow была одобрена для экспорта в Японию. [ 26 ]
Прочность сопротивления
[ редактировать ]До сих пор на Гавайях не наблюдалось нарушения устойчивости к белку оболочки, закодированной в трансгенных штаммах папайи. Воздействие иностранных штаммов вируса представляет собой серьезный риск, поскольку было показано, что папайя Rainbow восприимчива к PRSV из Гуама, Тайваня и Таиланда. [ 21 ] [ 30 ]
Одна новая трансгенная линия оказалась устойчивой к PRSV из нескольких мест. [ 29 ]
Гибридизация
[ редактировать ]Существует длинная череда попыток передачи устойчивости к PRSV от Vasconcellea spp. в папайю. Были получены устойчивые к фертильности гибридные растения, но о их коммерциализации неизвестно. [ 23 ]
Экономический эффект
[ редактировать ]На Гавайях вирус PRSV имел драматические последствия. В период с 1992 по 1997 год пострадали почти все месторождения в регионе Пуна. [ 20 ] Это местная отрасль стоимостью 11 миллионов долларов в год. [ 31 ]
Папайя выращивается для личного потребления мелкими фермерами, ведущими натуральное хозяйство, в некоторых частях Юго-Восточной Азии, а небольшие излишки продаются на рынке. PRSV является самым большим препятствием для производства папайи на Филиппинах. В 1994 году ущерб от PRSV уничтожил производство папайи на сумму 60 миллионов песо в районе Южного Тагалога и снизил уровень производства на 80%. [ 21 ]
На Бразилию приходится почти половина мирового производства, второе место занимает Индия, а третье место в мировом производстве. [ 32 ] Резкие географические сдвиги производства, чтобы избежать вируса РРСВ, были обычным явлением. Например, в период с 1973 по 1984 год производство папайи в Бразилии существенно переместилось из Рио-де-Жанейро и Сан-Паулу в северные штаты Эспириту-Санту и Баия. [ 20 ] Как и в случае с Гавайями, PRSV со временем обычно догоняет динамику отрасли. Общие экономические издержки таких перераспределительных издержек неизвестны, но, вероятно, значительны.
Реакция на ГМО-папайю привела к тайному уничтожению плантаций папайи под покровом темноты. В некоторых случаях фермеры потеряли деревья папайи на сумму до 15 000 долларов. [ 31 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «О вирусах растений» . Архивировано из оригинала 10 октября 2014 г. Проверено 9 октября 2014 г.
- ^ «Описание вирусов растений: вирус кольцевой пятнистости папайи» .
- ^ Уэбб; Скотт (1965). «Выделение и идентификация арбуза на вирусы мозаики 1 и 2». Фитопатология . 55 : 895–900.
- ^ Персифулл, Делавэр; Хиберт, Э. (1979). «Серологические различия изолятов вируса мозаики арбуза» (PDF) . Фитопатология . 69 (2). Американское фитопатологическое общество: 112–116. дои : 10.1094/phyto-69-112 .
- ^ Пэррис, Г.К. (1938) Новая болезнь папайи на Гавайях. Учеб. Являюсь. Соц. Хортик. наук. 36, 263–265.
- ^ Трипати, С.; Сузуки, JNY; Феррейра, ЮАР; Гонсалвес, Д. (2008). «Вирус кольцевой пятнистости папайи-P: характеристики, патогенность, изменчивость последовательности и контроль» . Молекулярная патология растений . 9 (3): 269–280. дои : 10.1111/j.1364-3703.2008.00467.x . ПМК 6640413 . ПМИД 18705869 .
- ^ Замок Оларте, XA; Фермин, Г.; Табима, Дж.; Рохас, Ю.; Теннант, ПФ; Фукс, М.; Сьерра, Р.; Бернал, Эй Джей; Рестрепо, С. (2011). «Филогеография и молекулярная эпидемиология вируса кольцевой пятнистости папайи» Вирусные исследования 159 (2): 132–140. doi : 10.1016/j.virusres.2011.04.011 . ПМИД 21549774 .
- ^ Гонсалвес, Д.; Трипати, С.; Карр, Дж.Б.; Сузуки, JY (2010). «Вирус кольцевой пятнистости папайи» . Инструктор по здоровью растений . Американское фитопатологическое общество. дои : 10.1094/PHI-I-2010-1004-01 . Архивировано из оригинала 18 января 2013 г. Проверено 2 декабря 2012 г.
- ^ Дахал, Г.; Лекок, Х.; Альбрехцен, С.Е. (1997). «Распространение потивируса кольцевой пятнистости папайи и вирусов тыквы в Непале». Анналы прикладной биологии 130 : 491.doi : (3 ) 10.1111/j.1744-7348.1997.tb07677.x .
- ^ «Растительные вирусы Флориды и их включения» . Архивировано из оригинала 9 октября 2014 г. Проверено 9 октября 2014 г.
- ^ «Включения ПРСВ» .
- ^ «Вирус кольцевой пятнистости папайи в тыкве» .
- ^ Уэбб, С.; Хиберт, Э.; Кучарек, Т.А. (2003). «Идентификация и распространение вирусов, поражающих тыквенные культуры во Флориде». Фитопатология . 93 (С1). Американское фитопатологическое общество: 89. doi : 10.1094/PHYTO.2003.93.6.S1 . ПМИД 18944040 .
- ^ «Описание вирусов растений: вирус мозаики арбуза 2» .
- ^ «Цилиндрические включения вируса мозаики арбуза » .
- ^ Бейкер, Калифорния; Лекок, Х.; Персифулл, Делавэр (1991). «Серологическая и биологическая изменчивость вируса кольцевой пятнистости папайи типа W, выделенного во Флориде» (PDF) . Фитопатология . 81 (7): 722–728. дои : 10.1094/phyto-81-722 .
- ^ Хэу РА; Нагата Н.М.; Фукада МТ; Йонахара Б.И. (май 2002 г.). Вирус кольцевой пятнистости папайи обнаружен на острове Мауи (PDF) (отчет). Министерство сельского хозяйства Гавайских островов.
- ^ Каллешварасвами CM, Кумар NK. (2008). «Эффективность передачи вируса кольцевой пятнистости папайи тремя видами тли». Фитопатология . 98 (5): 541–6. дои : 10.1094/PHYTO-98-5-0541 . ПМИД 18943221 .
- ^ Байот, Р.Г., Вильегас, В.Н., Магдалита, П.М., Ховеллана, МД, Эспино, ТМ и Эксконде, С.Б. (1990). Перенос семян вируса кольцевой пятнистости папайи. Филиппинский журнал растениеводства, 15 (2), 107–111.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Гонсалвес, Д. (1998). «БОРЬБА С ВИРУСОМ КОЛЬЦЕВОЙ ПЯТНОСТИ ПАПАЙИ В ПАПАЙЕ: практический пример». Ежегодный обзор фитопатологии . 36 : 415–437. дои : 10.1146/annurev.phyto.36.1.415 . ПМИД 15012507 . S2CID 28864226 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Папайя, устойчивая к вирусу кольцевой пятнистости (PRVR) Папайя «Зачем генетически проектировать устойчивость папайи к вирусу?» Информационный бюллетень (PDF) (Отчет). USAID, ABSP и Корнельский университет. 10 сентября 2004 г.
- ^ Фуллер ГБ (2005). Использование и регулирование генетически модифицированных организмов (PDF) (Отчет). Азиатская организация производительности. стр. 31–21. Архивировано из оригинала (PDF) 24 ноября 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б Ордас-Перес, Даниэла; Гамес-Васкес, Хосуэ; Эрнандес-Руис, Хесус; Эспиноза-Трухильо, Эдгар; Ривас-Валенсия, Патрисия; Кастро-Монтес, Ивонн (2 сентября 2017 г.). «Устойчивость Vasconcellea cauliflora к потивирусу кольцевой пятнистости папайи (PRSV-P) и его интрогрессия в Carica papaya» . Мексиканский журнал фитопатологии, Мексиканский журнал фитопатологии . 35 (3). doi : 10.18781/r.mex.fit.1703-4 .
- ^ Перейти обратно: а б «Человек, стоящий за радугой — Biology Fortified, Inc» . Biology Fortified, Inc. 21 июня 2012 г. Проверено 7 августа 2017 г.
- ^ sss253 (02.11.2015). «Деннис Гонсалвес: герой государственного сектора» . Корнеллский альянс науки . Проверено 7 августа 2017 г.
{{cite news}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б «Папайя, выращенная на Гавайях» .
- ^ Феррейра, ЮАР; Питц, Кентукки; Маншардт, Р.; Зи, Ф.; Фитч, М .; Гонсалвес, Д. (2002). «Трансгенная папайя, содержащая белок оболочки вируса, обеспечивает практический контроль над вирусом кольцевой пятнистости папайи на Гавайях». Болезни растений . 86 (2): 101–105. дои : 10.1094/PDIS.2002.86.2.101 . ПМИД 30823304 .
- ^ Трипати С., Сузуки Дж., Гонсалвес Д. (2007). разработка генно-инженерной устойчивой папайи к вирусу кольцевой пятнистости папайи « Своевременная : комплексный и успешный подход». Своевременная разработка генно-инженерной устойчивой папайи к вирусу кольцевой пятнистости папайи: комплексный и успешный подход . Методы молекулярной биологии. Том. 354. стр. 197–240. дои : 10.1385/1-59259-966-4:197 . ISBN 978-1-59259-966-0 . ПМИД 17172756 .
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Мишра, Ритеш; Гаур, Раджарши Кумар; Патил, Басавапрабху Л. (2016). «Современные знания о вирусах, заражающих папайю, и их трансгенное управление». Вирусы растений: эволюция и управление . стр. 189–203. дои : 10.1007/978-981-10-1406-2_11 . ISBN 978-981-10-1405-5 .
- ^ Теннант, ПФ (1994). «Дифференциальная защита от изолятов вируса кольцевой пятнистости папайи в гене белка оболочки, трансгенной папайи и папайи с классической перекрестной защитой» . Фитопатология . 84 (11): 1359–1366. дои : 10.1094/Phyto-84-1359 .
- ^ Перейти обратно: а б Келлехер Дж.С. (21 августа 2011 г.). «Генетически модифицированная папайя на Гавайях атакована» . Новости Мауи . Архивировано из оригинала 6 марта 2012 года.
- ^ Саррис, Александр (2003). Среднесрочные перспективы развития сельскохозяйственной продукции: прогноз до 2010 года (Том 1) . Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО). п. 118. ИСБН 92-5-105077-5 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Описание вирусов растений: вирус кольцевой пятнистости папайи.
- Вирусы растений онлайн: вирус кольцевой пятнистости папайи
- Вирусы растений онлайн: Вирус мозаики арбуза 1
- ICTVdB - Универсальная база данных вирусов: потивирус кольцевой пятнистости папайи
- ICTVdB - Универсальная база данных вирусов: вирус мозаики арбуза 1
- Семейные группы - Балтиморский метод. Архивировано 30 марта 2013 г. в Wayback Machine.
- Мастер знаний о сельскохозяйственных культурах: вирус кольцевой пятнистости папайи (штамм P)
- Американское фитопатологическое общество: вирус кольцевой пятнистости папайи