Запчасти

Запасные вироиды кокоса
Классификация вирусов
(без рейтинга):	Вироид
Семья:	Поспивироиды
Род:	Кокадвироид
Разновидность:	Запасные вироиды кокоса

Каданг-каданг — это заболевание, вызываемое вироидом кокосового каданг-каданга (CCCVd), смертельным вироидом нескольких пальм, включая кокосовую ( Cocos nucifera ), африканскую масличную пальму ( Elaeis guineensis ), анахау ( Saribus rotundifolius ) и бури ( Corypha utan ). . Название «каданг-каданг» происходит от слова « гаданг-гаданг» означает «умереть» , что в Биколе . Первоначально о нем сообщалось на острове Сан-Мигель на Филиппинах в 1927/1928 году. «К 1962 году все, кроме 100, из 250 000 пальм на этом острове погибли от этой болезни», что указывает на эпидемию . Ежегодно один миллион кокосовых пальм погибает от CCCVd, а с момента открытия Каданг-Каданга погибает более 30 миллионов кокосовых пальм. CCCVd напрямую влияет на производство копры , сырья для кокосового масла и корма для животных . Общие потери около 30 миллионов пальм и ежегодные потери урожая около 22 000 метрических тонн (22 000 длинных тонн; 24 000 коротких тонн) копры были связаны с болезнью Каданг-Каданг на Филиппинах.

Характеристики

Вироиды представляют собой небольшие одноцепочечные молекулы РНК длиной от 246 до 375 нуклеотидов . В отличие от вирусов , они не кодируют белковые оболочки, но содержат гены автономной репликации. Обладая способностью вызывать серьезные заболевания, они чаще обнаруживаются в латентной стадии, а способ заражения у них в основном механический, хотя существуют документально подтвержденные случаи вертикальной передачи через пыльцу и семена. Предсказание последовательности и структуры CCCVd было документировано. Обнаружено четыре вида низкомолекулярных РНК ( ccRNA ), связанных с болезнью Каданг-Каданг. Из четырех два связаны с ранней стадией заболевания: быстрая ccRNA 1 и быстрая ccRNA 2. Через несколько лет появляются и доминируют два других вида: ccRNA 1 медленная и ccRNA 2 медленная. Более того, они имеют гомологию последовательностей с другими вироидами.

Условия для заражения вироида своего хозяина включают раны на хозяине или инфицированное пыльцевое зерно, отложившееся в семязачатке . Не все из упомянутых условий относятся к каданг-каданг.

Болезнь Тинангая вызывается вироидом тринанджа кокосового ореха (CTiVd), который имеет 64% гомологию последовательности с CCCVd. Это заболевание было обнаружено на Гуаме . кокосы из Азии и южной части Тихого океана Было обнаружено, что содержат вироиды со сходными (гомологичными) последовательностями нуклеиновых кислот CCCVd. Патогенез CTiVd не определен. кокосового каданг-каданга Вироид , также известный как CCCVd, ответственен за смертельное заболевание кокосового растения , о котором впервые сообщалось в начале 1930 года на Филиппинах . CCCVd — наименьший из известных патогенов , биологически отличающийся от других вироидов; он состоит из кольцевой или линейной одноцепочечной РНК с основным размером 246 или 247. Считается, что он может передаваться семенами или пыльцой (с низкой скоростью передачи) и встречается почти во всех частях растения. После заражения на кокосовой пальме появляются желтые пятна на листьях, и производство орехов прекращается; От появления первых симптомов до гибели дерева время колеблется от 8 до 16 лет, но вредитель обычно сильнее поражает старые растения. По оценкам, более 30 миллионов кокосовых пальм погибли от каданг-каданга с момента его первого обнаружения, а потери производства оцениваются примерно в 80–100 долларов США на каждое посадочное место, занятое зараженным деревом.

Схема центрального домена вироида

Схема поспивироида

Молекулярная структура

CCCVd маленькие, круглые и одноцепочечные. Они не могут реплицировать себя и поэтому полностью зависят от хоста .

CCCVd имеет последовательность из 246 нуклеотидов , 44 из которых являются общими для большинства вироидов. CCCVd может добавлять остаток цитозина в положении 197 и увеличивать размер до 247 нуклеотидов. Известно, что формы CCCVd с 247 нуклеотидами вызывают тяжелые симптомы. Их минимальный размер — 246, но они могут образовывать формы от 287 до 301 нуклеотида.

При CCCVd изменения молекулярных форм связаны со стадиями заболевания. В CCCVd обнаружено четыре различных РНК, две из них быстрые, а две другие медленные (разница между быстрыми и медленными РНК заключается в их подвижности в геле для электрофореза ). На ранних стадиях заболевания появляются РНК быстрая 1 и РНК быстрая 2, а на поздних стадиях выявляются РНК медленная 1 и РНК медленная 2.

Географическое распространение

CCCVd широко распространен на Филиппинах и в основном встречается в регионе Бикол , Масбате , Катандуанес , Самар и других небольших островах этой зоны. Известно, что нынешняя самая северная граница проходит на широте Манилы , а самая южная — на широте острова Хомонхон . Этот факт важен из-за близости заболевания к основным районам выращивания кокосов и масличных пальм на Минданао . Изолированный очаг инфекции обнаружен на Соломоновых островах , в Океании.

Имеющиеся в настоящее время данные позволяют предположить, что эпидемиология вироида каданг-каданг, возможно, не распространяется каким-либо конкретным путем.

Варианты

На Гуаме был обнаружен аналогичный вироид, известный как вироид кокосового тинангая (CTiVd), который вызывает аналогичное заболевание, называемое болезнью тинангаджи. Этот вироид имеет 64% гомологию последовательности с вироидом каданг-каданг. Существуют и другие родственные вироиды CCCVd, которые встречаются в Азии и южной части Тихого океана . Они имеют высокую степень гомологии, но патогенность не определена.

Передача инфекции

Способ естественной инокуляции вироида неизвестен. Имеются доказательства того, что передача через пыльцу и семена может происходить, но скорость передачи очень низкая: у потомства здоровых пальм, опыленных больной пыльцой, симптомы заболевания проявлялись через 6 лет после прорастания .

CCCVd может распространяться посредством механической инокуляции, в первую очередь через зараженные сельскохозяйственные инструменты, такие как косы или мачете , из-за ненадлежащих санитарных условий. На эффективность механической инокуляции влияли такие факторы, как возраст испытательного растения и способ инокуляции.

Экспериментальная передача CCCVd с использованием насекомых в качестве вектора оказалась безуспешной, хотя имеется мало доказательств того, что передача вироида может быть связана с ранами жесткокрылых насекомых, но это не было должным образом исследовано.

Естественными хозяевами cadang-cadang являются Cocos nucifera , Corypha utan , Elaeis guineensis и Roystonea regia . Экспериментальными хозяевами являются Adonidia merrillii , Areca catechu , Caryota cumingii , Dypsis lutescens , Saribus rotundifolius , Phoenix dactylifera , Ptychosperma macarthurii и Roystonea regia .

Процесс обнаружения CCCVd

Обнаружение

Диагностика диагностику по симптомам недостаточно надежна, поэтому лучше проводить молекулярную на основе тестовых образцов. Некоторые из этих методов (например, дот-блот-гибридизация ) позволяют ученым обнаружить вироид даже за шесть месяцев до того, как заметят первые симптомы.

Первым шагом является очистка для получения нуклеиновых кислот растительных клеток . Обрезают листья растения, расположенные на четыре и более ниже запасного листа. После этого их смешивают ( гомогенизируют ) с сульфитом натрия . Затем экстракт фильтруют и осветляют центрифугированием (10000 g в течение 10 минут). Следующим шагом является добавление полиэтиленгликоля (ПЭГ). Наконец, после почти двух часов инкубации при 4 °C и после еще одного центрифугирования (на низкой скорости) нуклеиновые кислоты можно экстрагировать с помощью хлороформа , например, .

Когда будет очищен примерно 1 г ткани кокоса, можно приступать к методу электрофореза , который поможет идентифицировать вироид по его относительной подвижности. CCCVd анализируют в одномерных или двумерных полиакриламидных гелях с окраской серебром .

Вироид также можно обнаружить с помощью более чувствительного метода, называемого дот-блот-молекулярной гибридизацией. В этом методе CCCVd амплифицируется с помощью ПЦР ( полимеразная цепная реакция ), а клоны CCCVd используются в качестве матриц для синтеза комплементарной цепи ДНК или РНК. Эти последовательности радиоактивно помечены, поэтому, когда их наносят на образцы с целью анализа (на поддерживающую мембрану) и подвергают воздействию рентгеновской пленки, тогда, если присутствует CCCVd, они будут иметь темный цвет. Эта темная тональность появляется только тогда, когда происходит гибридизация нуклеиновых кислот .

Фармакология и лечение

Болезнь кокосового каданг-каданга пока не поддается лечению . Однако химиотерапия антибиотиками была опробована с тетрациклина растворами ; антибиотики не смогли изменить течение заболевания , поскольку они не оказали существенного влияния ни на один из изучаемых параметров. Когда обработанные растения находились на ранней стадии, инъекции тетрациклина не смогли предотвратить переход пальм на более поздние стадии и не оказали существенного влияния на среднее количество побегов или орехов. Лечение пенициллином также не дало видимого улучшения.

Стратегии борьбы включают уничтожение видов-резервуаров, борьбу с переносчиками, умеренную защиту штаммов и селекцию на устойчивость хозяина. обычно проводят уничтожение больных растений, Для минимизации распространения но его эффективность сомнительна из-за трудностей ранней диагностики, поскольку этиология вируса остается неизвестной и обнаружены три основные стадии развития болезни.

Легко спутать вредителей

Вироид кокосового каданг-каданга (CCCVd) можно спутать с другим вироидом, называемым вироидом кокосового тинангая (CTiVd). Это связано с тем, что оба вироида имеют 64% общей последовательности нуклеотидов. Они оба поражают кокосовую пальму, и зараженные растения имеют схожие симптомы: пятна на листьях, уменьшенную верхнюю часть, желтые пальмы и даже гибель.

Между обоими вироидами мало различий в воздействии на плоды: CTiVd вызывает появление мелких орехов, а CCCVd вызывает округлые и уменьшенные орехи. При этом CTiVd имеет длину 254 нуклеотида, а CCCVd — 246.

Симптомы

Симптомы каданг-каданга развиваются медленно в течение 8–15 лет, что затрудняет раннюю диагностику. Существуют три основные «стадии» определенных рядов характеристик: ранняя, средняя и поздняя стадии. Первые симптомы на ранней стадии развиваются в течение двух-четырех лет после заражения. Эти симптомы включают скарификацию кокосов, которые также становятся круглыми. На листьях (ветвях) появляются ярко-желтые пятна. Примерно через два года, на средней стадии, соцветия чахнут и в конечном итоге погибают, поэтому кокосы больше не производятся. Желтые пятна крупнее и в большем количестве, что создает видимость хлороза . На заключительной стадии, примерно через 6 лет после появления первых симптомов, желтые/бронзовые листья начинают уменьшаться в размере и количестве. Наконец все листья сливаются, и остается только ствол пальмы, «стоящий как телефонный столб».

Пальмы до 10 лет поражаются каданг-кадангом редко; заболеваемость увеличивается примерно до 40 лет, а затем стабилизируется. «Никакого выздоровления никогда не наблюдалось, и болезнь всегда смертельна». Африканская масличная пальма имеет те же симптомы, что и кокос, но также имеет оранжевые пятна на ладонях.

Среда

Географическое положение

Филиппины: Южный Лусон , Самар , Масбате и другие небольшие острова. Тинангаха находится на Марианских . островах Данные показывают, что CCCVd отрицательно коррелирует с высотой .

Рассредоточение

Вироид CCCVd может передаваться пыльцой , семенами и механическим путем; после цветения он поражает почти все части хозяина.

Насекомые-переносчики

В настоящее время не известно ни одного насекомого-переносчика, и скорость распространения не связана с близостью скоплений.

Контроль

В настоящее время не существует определенных мер борьбы.

• Генетическая устойчивость и борьба с переносчиками не являются вариантами, поскольку устойчивые/толерантные сорта еще не обнаружены, а переносчик CCCVd неизвестен.
• Эрадикация неэффективна из-за длительного латентного периода между заражением и появлением симптомов, который составляет примерно 1–2 года.
• Перекрестная защита (см. также Вакцина против гриппа: Перекрестная защита ) — это возможность будущего. Перекрестное заражение означает инокуляцию кокоса легким штаммом вироида, чтобы дать кокосовой пальме некоторую степень защиты от заражения киллерной формой. Это похоже на Эдварда Дженнера новаторскую вакцину против оспы . Он использовал коровью оспу, чтобы придать индуцированный иммунитет . людям Но в случае с Каданг-Кадангом это все еще находится на стадии исследования.

Внешние ссылки

• Агриос, Г.Н. (2005). Патология растений, стр. 822–823. (5-е изд.). Берлингтон, Массачусетс: Elsevier Academic Press. ISBN   978-0-12-044565-3
• Вироид кокосового каданг-каданг. (2008). [Подпись под фотографией Каданг-каданг, 4 мая 2010 г.]. Кокосовый вироид Cadang-cadang: кокадвироид CCCVd . Получено с http://www.инвазивного.org/browse/detail.cfm?imgnum =0656010 20 октября. 2011.
• Европейская и Средиземноморская организация по защите растений, CABI. (2008). Кокосовый вироид Cadang-cadang [Файл данных]. Получено с https://web.archive.org/web/20100713213014/http://www.eppo.org/QUARANTINE/virus/Coconut_cadang_cadang_viroid/CCCVD0_ds.pdf 3 ноября 2011 г.
• Ханольд, Д.; Рэндлс, Дж.В. (1991a) Болезнь каданг-каданг кокоса и ее вироидный возбудитель. Болезни растений 75, 330–335.
• Ханольд, Д.; Рэндлс, Дж.В. (1991b) Обнаружение виротоподобных последовательностей кокосового каданг-каданг в масличной и кокосовой пальме и других однодольных растениях в юго-западной части Тихого океана. Анналы прикладной биологии 118, 139–151.
• Хаселофф Дж.; Мохамед Н.А.; Саймонс Р.Х. (1982). «Вироидные РНК болезни Каданг-Каданг кокосовых орехов». Природа . 299 (5881): 316–321. Бибкод : 1982Natur.299..316H . дои : 10.1038/299316a0 . S2CID   4232530 .
• Империал Дж.С.; Баутиста Р.М.; Рэндлс Дж.В. (1985). «Передача вироида кокосового cadang-cadang шести видам пальм путем инокуляции экстрактами нуклеиновых кислот». Патология растений . 34 (3): 391–401. дои : 10.1111/j.1365-3059.1985.tb01378.x .
• Империал Дж.С.; Родригес Х.Б.; Рэндлс Дж.В. (1981). «Изменение виротоподобной РНК, связанное с болезнью Каданга-Каданга: свидетельства увеличения молекулярной массы по мере прогрессирования заболевания» . Журнал общей вирусологии . 56 : 77–85. дои : 10.1099/0022-1317-56-1-77 .
• Мараморош, К. (1991). Вироиды и спутники : молекулярные паразиты на рубеже жизни (127–139). Бостон: CRC Press. ISBN   0-8493-6783-2
• Филиппинское управление по кокосам. Учебник по заболеванию кокоса Каданг-Каданг. Филиппинское управление по кокосам. ПКС. Веб. 23 октября 2011 г. < http://www.pca.da.gov.ph. Архивировано 9 октября 2011 г. в Wayback Machine >.
• Рэндлс, Дж.В.; Imperial, JS (1984) Вироид каданг-каданг кокоса. Описания вирусов растений CMI/AAB № 287. Ассоциация прикладных биологов, Уэллсборн, Великобритания.
• Рэндлс, Дж.В.; Империал, JS (июль 1984 г.). Вироид кокосового каданг-каданг. Получено с http://www.dpvweb.net/dpv/showadpv.php?dpvno=287. Архивировано 23 сентября 2015 г. на Wayback Machine.
• Рэндлс, JW (1987). Кокос Каданг-Каданг . В Diener, TO (ред.) Вироиды (265-277). Нью-Йорк: Пленум Пресс. ISBN   978-0-306-42523-3
• Желязны Б (1980). «Экология болезни Каданг-Каданг кокосовой пальмы на Филиппинах». Фитопатология . 70 (8): 700–703. дои : 10.1094/фито-70-700 .
• Мохаммади М.Р., Вадамалай Г., Джозеф Х. (2010). «Оптимизированный метод экстракции и обнаружения вироида кокосового каданг-каданга (CCCVd) из масличной пальмы». Коммун. Сельское хозяйство. Прил. Биол. Наука . 75 (4): 777–81. ПМИД   21534490 .