Болезнь, вызванная вирусом коричневой полосы маниоки
Вирус коричневой полоски маниоки | |
---|---|
Классификация вирусов ![]() | |
(без рейтинга): | Вирус |
Область : | Рибовирия |
Королевство: | Орторнавиры |
Тип: | Писувирикота |
Сорт: | Стелпавирицеты |
Заказ: | Пататавиралес |
Семья: | Потивирусиды |
Род: | ипомовирус |
Разновидность: | Вирус коричневой полоски маниоки
|
Болезнь, вызванная вирусом коричневой полосатости маниоки ( CBSD ), является повреждающим заболеванием растений маниоки и особенно опасна в Восточной Африке . [ 1 ] Впервые он был выявлен в 1936 году в Танзании и распространился на другие прибрежные районы Восточной Африки, от Кении до Мозамбика. Недавно было обнаружено, что за это заболевание ответственны два разных вируса: вирус коричневых полос маниоки (CBSV) и вирус коричневых полос маниоки из Уганды (UCBSV). Оба имеют геномы (+)ss РНК, принадлежат к роду Ipomovirus семейства Potyviridae и вызывают в целом схожие симптомы у инфицированных растений. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Корневая гниль делает клубни маниоки несъедобными, что приводит к серьезной потере экономической ценности; поэтому текущие исследования сосредоточены на получении сортов, у которых не развивается некротическая гниль. [ 4 ] Это заболевание считается самой большой угрозой продовольственной безопасности в прибрежных районах Восточной Африки и вокруг восточных озер. [ 5 ]
Симптомы
[ редактировать ]CBSD характеризуется сильным хлорозом и некрозом зараженных листьев, придающих им желтоватый, пятнистый вид. [ 3 ] Хлороз может быть связан с венами, простирающимися от средней вены, вторичных и третичных вен, или, скорее, в виде пятен, не связанных с венами. Симптомы листьев сильно различаются в зависимости от множества факторов. Эти различия объясняются условиями произрастания (т. е. высотой над уровнем моря, количеством осадков), возрастом растений и видом вируса. [ 5 ] На стеблях маниоки могут появиться коричневые полосы. Также существует сухая коричнево-черная некротическая гниль клубня маниоки, которая может прогрессировать от небольшого поражения до всего корня. Наконец, корни могут сжаться из-за гниения клубней, что приведет к задержке роста. [ 6 ] Обычно пораженные растения не обладают всеми этими характеристиками, но те, которые сильно поражены, могут. Фермеры могут не знать о своих зараженных урожаях маниоки до тех пор, пока они не будут собраны и не увидят повреждения клубней, поскольку листья не имеют симптомов. [ 1 ] Вирус мозаики маниоки (CMV) — еще один вирус маниоки, проявляющий симптомы на листьях, сходные с CBSD, но они более очевидны.
UCBSV имеет более легкие симптомы, чем CBSV, и меньшую патогенность . [ 2 ] [ 7 ]
Вектор и цикл заболевания
[ редактировать ]После периода неопределенности среди исследователей пришли к единому мнению, что наиболее вероятным кандидатом вектора CBSD является Bemisia tabaci биотипа B , белокрылка серебристая . [ 1 ] [ 8 ] [ 9 ] Его также иногда называют B. argentifolii . [ 10 ] Существует тесная связь между ростом популяции белокрылки и заболеваемостью CBSD. [ 11 ] Этот вид белокрылки также считается переносчиком ЦМВ. Однако предполагается, что белокрылки B. tabaci передают CBSV менее эффективно, чем CMV. [ 4 ] Кроме того, период удержания CBSD у B. tabaci не может превышать 24 часов, но для подтверждения этого необходимы дополнительные исследования. [ 4 ]
Взрослая особь B. tabaci живет в среднем шестнадцать дней, а процесс созревания от яйца до взрослой особи составляет тридцать дней. [ 12 ] Яйца могут откладываться беспорядочно или по спирали на нижней стороне листа. И молодые, и взрослые белокрылки питаются флоэмой листьев, вставляя в лист ротовую часть присоски, тем самым передавая вирус растению. Слюна, содержащая токсины, также попадает в растение маниоки во время кормления белокрылок, нарушая рост растения и в конечном итоге снижая урожайность. Особенно страдает рассада. [ 13 ]
Распространение болезни
[ редактировать ]После своего первого выявления в 1936 году CBSD был почти полностью ликвидирован в Уганде благодаря усилиям программы, и в пострадавших районах наблюдались относительно небольшие потери урожая. Заболевание было ограничено высотами < 1000 м над уровнем моря вдоль побережья Кении до Мозамбика и берегов озера Малави. Однако с 2000 года CBSD быстро распространился по всей Восточной Африке. [ 14 ] Уровни средней высоты (1200–1500 м над уровнем моря) теперь соответствуют CBSD, как сообщалось в Уганде, Демократической Республике Конго и в зонах озер Танзании. [ 5 ] По состоянию на 2009 год вспышки CBSD наиболее распространены на юге и в центральной части Уганды и в регионе Мара. Сообщения о CBSD также поступали в Руанде и Бурунди. [ 4 ]
Наибольшая заболеваемость CBSD наблюдается в Уганде, где существует устойчивость к ЦМВ у маниоки и других мест в целом. [ 1 ] [ 2 ] Недавние исследования показали, что из 23 обследованных районов Уганды в 70% имеются сорта маниоки, устойчивые к CMD, и все они уязвимы к вирусам, вызывающим CBSD. Эти сорта также содержали до 200 взрослых белокрылок на пяти верхних листьях маниоки. [ 5 ]
Прогнозы о характере распространения сделать невозможно. Поскольку болезнь не распространяется только из одного источника, а появляется в отдаленных районах или «горячих точках», модели сложно разработать. Эта проблема может возникнуть из-за перемещения черенков из зараженных регионов и/или обилия белокрылки на определенной территории. [ 4 ]
Управление CBSD
[ редактировать ]Инструменты управления для контроля над CBSD все еще изучаются, и прогресс идет медленно. [ 11 ] Необходимо создание маниоки, устойчивой как к CMD, так и к CBSD. [ 5 ]
Экран на устойчивость к гермоплазме
[ редактировать ]У нескольких сортов маниоки была обнаружена естественная устойчивость к UBCSV. [ 2 ] Широкое распространение зародышевой плазмы этих сортов может снизить заболеваемость в больших масштабах. Кроме того, скрининг на устойчивость предпочтительных фермерами генотипов маниоки в Африке имеет решающее значение для эффективного контроля и управления CBSD. [ 7 ]
Вирус коричневой полоски маниоки из Уганды является возбудителем CBSD и был первым представителем рода Ipomovirus, который был клонирован и спасен с использованием векторной системы плазмидной кДНК. [ 15 ] Пасин и др. , 2017 разрабатывает и представляет pLX Вектор трансформации и использует его для создания клона UCBSV. [ 15 ] Эта система, содержащая только плазмиды, значительно упрощает инокуляцию растений и проверку устойчивости к UCBSV.
Генная инженерия
[ редактировать ]Генная инженерия, специфичная для генома РНК, используется для повышения устойчивости сортов маниоки. Недавнее исследование показало, что индуцирование экспрессии шпилечной РНК, гомологичной вирусным последовательностям, является потенциально эффективным лабораторным методом, поскольку оно имитирует поведение иммунной системы растений при столкновении с инородными телами. В частности, они смогли использовать шпильчную РНК, гомологичную 3'-концу последовательностей белков оболочки CBSV в сорте маниоки 60444, для развития устойчивости как к CBSV, так и к UCBSV. Полученную конструкцию перенесли на сорт, который предпочитают фермеры (нигерийский местный сорт TME 7). Этот конкретный сорт первоначально проявлял устойчивость к CMV в своем естественном состоянии, мотивом было повышение устойчивости как к CMV, так и к CBSV после прививки, которая оказалась успешной. Таким образом, предполагается, что использование иммунной системы растений, которые уже обладают естественной устойчивостью к ЦМВ, является потенциально жизнеспособным методом борьбы с обоими вирусами. [ 2 ]
Гомес и др. 2019 продемонстрировали, что белки, связанные с вирусным геномом CBSV и UCBSV (VPg), взаимодействуют с новыми кэп-связывающими белками маниоки (nCBP, в частности nCBP-1 и nCBP-2 ). [ 16 ] Затем они создали мутанты маниоки с помощью CRISPR-мутагенеза и продемонстрировали толерантность к обоим вирусам. [ 16 ] Это указывает на то, что эти взаимодействия необходимы для патогенеза . [ 16 ]
Образование
[ редактировать ]Фермеры должны быть лучше осведомлены о CBSD, включая причины, диагностику и распространение болезней. Наиболее очевидным симптомом заболевания является гниль корней маниоки, и фермеры склонны полагать, что гниение вызывает слишком много воды, а не вирус. Выявление симптомов на листьях важно, поскольку фермеры могут получить более точные прогнозы по урожайности, не дожидаясь периода сбора урожая. Кроме того, можно повысить осведомленность о толерантных сортах. [ 11 ] Предлагается проводить семинары для исследователей, чтобы они были осведомлены о новых диагностических методах. [ 6 ]
Необходимо больше данных
[ редактировать ]Необходимо провести больше исследований, чтобы лучше понять распространение заболевания и сходство вариантов. Отказ от пораженных сортов, поскольку с помощью отслеживания можно быстрее собрать урожай. [ 1 ] Особое внимание уделяется необходимости проведения дополнительных исследований, касающихся вирусного патогенеза .
Другие предложения
[ редактировать ]- Вырубка: в некоторых районах уничтожение растений маниоки с помощью CBSD с помощью подсечно-огневых методов и замена их устойчивыми или более толерантными штаммами.
- Пограничный надзор: ужесточение пунктов наблюдения между странами (например, границы Танзания-Уганда и Кения).
- Нормативное трансграничное тестирование образцов тканей: разрешается перевозка только проверенной зародышевой плазмы через границу. [ 1 ]
Экономическое значение
[ редактировать ]Маниока является очень важной основной культурой для многих жителей Африки, и спрос на нее увеличивается с высокими темпами роста населения. [ 4 ] CBSD представляет серьезную угрозу для фермеров Восточной Африки, поскольку урожайность сельскохозяйственных культур может снизиться на 70%. [ 14 ] При сборе урожая фермеры вырезают некротические поражения пораженных клубней или выбрасывают сильно пораженные клубни. 10–30 % корневых гнилей составляют умеренную степень заражения, снижая рыночную стоимость клубней на 90 %. По оценкам, из-за разрушительной болезни африканские фермеры в совокупности теряют доход до 100 миллионов долларов в год. [ 5 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Фенеас Нтавурухунга; Джеймс Легг (май 2007 г.). «Новое распространение вирусной болезни маниоки коричневой полоски и ее последствия для перемещения зародышевой плазмы маниоки в регионе Восточной и Центральной Африки» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 декабря 2007 г. Проверено 31 мая 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Вандершурен, Эрве; Морено, Изабель; Анжанаппа, Рави Б.; Зайнуддин, Има М.; Грюиссем, Вильгельм; Чжан, Тяньчжэнь (25 сентября 2012 г.). «Использование сочетания естественной и генно-инженерной устойчивости к вирусам мозаики маниоки и коричневым полосам маниоки, влияющим на производство маниоки в Африке» . ПЛОС ОДИН . 7 (9): e45277. Бибкод : 2012PLoSO...745277V . дои : 10.1371/journal.pone.0045277 . ПМЦ 3458115 . ПМИД 23049780 .
- ^ Jump up to: а б Зима, С.; Керблер, М.; Штейн, Б.; Петрушка, А.; Папе, М.; Бутгерайт, А. (13 января 2010 г.). «Анализ вирусов коричневой полосатости маниоки показывает наличие отдельных видов вирусов, вызывающих болезнь коричневых полосок маниоки в Восточной Африке» . Журнал общей вирусологии . 91 (5): 1365–1372. дои : 10.1099/vir.0.014688-0 . ПМИД 20071490 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Легг, Япония; Иеремия, Южная Каролина; Обьеро, HM; Марути, Миннесота; Я смешаю, И.; Окао-Окуджа, Г.; Баумистер, Х.; Бигиримана, С.; Файер-Хэнги, В.; Гашака, Г.; МакКамило, Дж.; Аликай, Т.; Лава Кумар, П. (1 августа 2011 г.). «Сравнение региональной эпидемиологии пандемий мозаики маниоки и вируса коричневой полоски маниоки в Африке». Вирусные исследования 159 (2): 161–170. doi : 10.1016/j.virusres.2011.04.018 . ПМИД 21549776 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Мохаммед, АйЮ; Абарши, ММ; Мули, Б.; Хиллокс, Р.Дж.; Марути, Миннесота (1 января 2012 г.). «Симптомы и генетическое разнообразие вирусов коричневой полоски маниоки, заражающих маниоку в Восточной Африке» . Достижения вирусологии . 2012 : 795697. doi : 10.1155/2012/795697 . ПМК 3290829 . ПМИД 22454639 .
- ^ Jump up to: а б Хиллок, Рори; Легг, Джеймс (2003). Болезнь, вызванная вирусом коричневой полосы маниоки: прошлое, настоящее и будущее (PDF) . «Нэчурал Ресурс Интернэшнл Лимитед» .
- ^ Jump up to: а б Элегба, Уилфред; Грюиссем, Вильгельм; Вандершурен, Эрве (13 августа 2020 г.). «Скрининг на устойчивость предпочтительных фермерами сортов маниоки из Ганы к смешанной инфекции CBSV и UCBSV» . Растения . 9 (8). MDPI : 1026. doi : 10.3390/plants9081026 . ПМЦ 7465500 . ПМИД 32823622 .
- ^ Аликай, Т.; Омонго, Калифорния; Марути, Миннесота; Хиллокс, Р.Дж.; Багума, Ю.; Кавуки, Р.; Буа, А.; Отим-Напе, ГВ; Колвин, Дж. (1 января 2007 г.). «Возрождение коричневой полосатой болезни маниоки в Уганде». Болезни растений . 91 (1). Американское фитопатологическое общество (APS): 24–29. дои : 10.1094/PD-91-0024 . ПМИД 30781061 .
- ^ Более; Олубайо;Нарла;Сонга;Амата;Кьяманива;Атека, Б.;Ф.; Р.;Дж.;Р.;С.;ЭМ (2010). «Первая запись спиралевидной белокрылки в прибрежной Кении: появление, круг хозяев, распространение и связь с болезнью, вызванной вирусом коричневой полоски маниоки». Международный журнал сельского хозяйства . 12 : 411–415.
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Белотти;Ариас, AC;Б. «Устойчивость растения-хозяина к белокрылке с упором на маниоку в качестве примера» (PDF) . Проверено 26 апреля 2013 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с Хиллокс;Мкамило;Мухана;Захариас;Махунгу, Р;Г;М;А;Н. «Продвижение мер борьбы с болезнью коричневых полос маниоки» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2008 года . Проверено 26 апреля 2013 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Ходдл, Марк. «Белокрылка серебристая, Bemisia argentifolii» . Проверено 25 апреля 2013 г.
- ^ Аджата;Чакондо;Чанси;Банла;Гумедзое, KD;T;K;E;YMD (2012). «Передача болезни мозаики маниоки белокрылками и ее развитие на некоторых участках клонов маниоки, посаженных в разные сроки в Того» . Журнал физиологии растений . 7 . Проверено 21 апреля 2013 г.
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Мбанзибва, ДР; Тиан, Ю.П.; Тугуме, АК; Мукаса, СБ; Тайро, Ф.; Кьяманива, С.; Куллая, А.; Валконен, JPT (1 февраля 2011 г.). «Одновременное специфическое обнаружение двух вирусов, связанных с коричневыми полосками маниоки, с помощью RT-PCR показывает широкое распространение в Восточной Африке, смешанные инфекции и инфекции Manihot glaziovii». Журнал вирусологических методов . 171 (2): 394–400. дои : 10.1016/j.jviromet.2010.09.024 . ПМИД 20923689 .
- ^ Jump up to: а б Го, Минлян; Йе, Цзинъян; Гао, Давэй; Сюй, Нань; Ян, Цзин (2019). « Горизонтальный перенос генов, опосредованный агробактериями : механизм, биотехнологическое применение, потенциальный риск и стратегия предотвращения». Обзорная статья исследования. Достижения биотехнологии . 37 (1). Elsevier Inc .: 259–270. doi : 10.1016/j.biotechadv.2018.12.008 . eISSN 1873-1899 . ISSN 0734-9750 . ПМИД 30579929 . S2CID 58600661 . В этом обзоре цитируется это исследование: Пасин, Фабио; Бедойя, Леонор; Бернабе, Джоан; Галло, Араис; Саймон, Кармен; Орзаэс, Диего; Гарсия, Хуан (20 октября 2017 г.). «Множественная доставка Т-ДНК растениям с использованием новых мини-бинарных векторов с совместимым началом репликации». Техническое примечание. ACS Синтетическая биология . 6 (10). Американское химическое общество (ACS): 1962–1968. doi : 10.1021/acsynbio.6b00354 . ISSN 2161-5063 . OCLC 725876736 . ПМИД 28657330 . S2CID 46861622 . ФП ОРЦИД 0000-0002-9620-4301 .
- ^ Jump up to: а б с
- • Брандт, Кейтлин; Баррангу, Родольф (2019). «Применение технологий CRISPR в цепочке поставок продуктов питания» . Ежегодный обзор пищевой науки и технологий . 10 (1). Годовые обзоры : 133–150. doi : 10.1146/annurev-food-032818-121204 . ISSN 1941-1413 . ПМИД 30908954 . S2CID 85516432 .
- В этом обзоре цитируется это исследование:
- • Гомес, Майкл А.; Лин, З. Дэниел; Молл, Теодор; Чаухан, Радж Дипика; Хайден, Люк; Реннингер, Келли; Бейене, Гету; Тейлор, Найджел Дж.; Кэррингтон, Джеймс С.; Стаскавич, Брайан Дж .; Барт, Ребекка С. (2018). «Одновременное CRISPR/Cas9-опосредованное редактирование eIF4E изоформ маниоки nCBP-1 и nCBP-2 снижает тяжесть и заболеваемость симптомами болезни коричневых полос маниоки» . Журнал биотехнологии растений . 17 (2). Издательство Wiley ( Общество экспериментальной биологии + Ассоциация прикладных биологов ): 421–434. дои : 10.1111/pbi.12987 . ISSN 1467-7644 . ПМК 6335076 . ПМИД 30019807 . БЖС Скопус 7006767147 . ОРЦИД : 0000-0002-9711-3962 .
Внешние ссылки
[ редактировать ][[Категория: Болезни маниоки]