Вирус разрушения тюльпанов
| Вирус разрушения тюльпанов | |
|---|---|
| |
Классификация вирусов 
| |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Область : | Рибовирия |
| Королевство: | Орторнавиры |
| Тип: | Писувирикота |
| Сорт: | Стелпавирицеты |
| Заказ: | Пататавиралес |
| Семья: | Потивирусиды |
| Род: | Потивирус |
| Разновидность: | Вирус разрушения тюльпанов
|
| Штаммы [ 1 ] [ нужен лучший источник ] | |
| |
Вирус разрушения тюльпанов — один из пяти растительных вирусов семейства Potyviridae , вызывающих нарушение окраски цветков тюльпанов. Эти вирусы поражают растения только двух родов семейства Лилейные : тюльпанов ( Tulipa ) и лилий ( Lilium ).
также известный как Вирус разрыва тюльпанов , вирус полосатости лилий тюльпанов , , вирус мозаики лилий или просто TBV , вирус разрыва наиболее известен своим драматическим воздействием на цвет околоцветника тюльпана , эффект, который очень ценился в голландской среде 17-го века». тюльпаномания ». [ 2 ]
Вирус разрушения тюльпанов является потивирусом . [ 3 ] Отдаленная серологическая связь между вирусом разрыва тюльпанов и вирусом травления табака была обнаружена в 1971 году. [ 4 ]
Вирус разрушения тюльпана (TBV), вирус разрушения верхушки тюльпана (TTBV), вирус разрушения полос тюльпана (TBBV), вирус разрушения тюльпана Рембрандта (ReTBV) и вирус крапчатости лилии (LMoV) были идентифицированы как потивирусы с помощью серологии и потивирусов. специфическая полимеразная цепная реакция (ПЦР). Кроме того, анализ последовательности амплифицированных фрагментов ДНК позволил классифицировать их все как отдельные вирусы или штаммы; недавно было обнаружено, что TTBV связан со штаммом вируса мозаики репы . [ 5 ]
Эффекты вируса
[ редактировать ]Вирус заражает луковицу и заставляет сорт «сломать» блокировку одного цвета, что приводит к появлению замысловатых полос, полос, штрихов, оперений или пламенных эффектов разных цветов на лепестках. Эти симптомы варьируются в зависимости от сорта растения и возраста на момент заражения. Различные типы нарушений цвета зависят от сорта тюльпана и штамма вируса. Цветовая пестрота обусловлена либо местным выцветанием, либо усилением и перенакоплением пигментов в вакуолях верхнего эпидермального слоя вследствие неравномерного распределения антоциана ; это колебание пигментации происходит после того, как появился нормальный цвет цветка. Поскольку затронута каждая внешняя поверхность, обе стороны лепестка часто имеют разные узоры. [ нужна ссылка ]
У видов лилий вирус вызывает легкие или умеренные пятна или полосы на листьях примерно через две недели после инокуляции, а затем заставляет растение деформировать листья и цветы. [ 6 ]
Вирус также ослабляет луковицу и замедляет размножение растения за счет смещения роста; по мере развития каждого поколения луковица становится чахлой и слабой. В конце концов у него не остается сил для цветения, и он либо распадается, либо увядает, прекращая генетическую линию. По этой причине самые известные экземпляры тюльпанов из луковиц с разной окраской – Semper Augustus и Viceroy – больше не существуют. [ 7 ]
История
[ редактировать ]
Долгое время считалось, что это самый ранний зарегистрированный вирус растений, сейчас считается, что TBV занимает второе место; листьев, вызванном вирусом Самое раннее упоминание о хлорозе (возможно, вирусом скручивания листьев табака ), было зарегистрировано в Японии в 752 году нашей эры. [ 8 ]
Симптомология «ломания» была впервые описана в 1576 году Каролом Клузиусом , фламандским профессором ботаники из Лейдена , который отметил пестроту, или « ректификацию », названную так потому, что считалось, что при смещении возникает совершенно новое «ломаное» цветение. растение перегоняло или исправляло себя в чистую форму жизни. [ 9 ] [ 10 ]
Наблюдения Клузиуса продолжались; в 1585 году он первым заметил, что «сломанные» растения также медленно вырождаются. «...любой тюльпан, меняющий таким образом свой первоначальный цвет, обычно впоследствии портится и поэтому хочет только порадовать глаз своего хозяина этим разнообразием цветов перед смертью, как бы попрощавшись с ним». [ 11 ] Не было известно, что за этот эффект ответственен вирус, поэтому на протяжении веков селекционеры считали, что именно условия окружающей среды ослабляют луковицы и заставляют одноцветные тюльпаны ломаться и покрываться полосами. Они пытались вызвать «исправление» путем частой смены почвы (заставляя луковицу давать семена); изменение глубины посадки, чтобы растению приходилось бороться со слишком большим или слишком малым количеством почвы; внесение слишком большого или слишком малого количества навоза; использование почвы, которая была либо слишком бедной, либо слишком богатой; или хранить луковицы в открытых условиях, чтобы на них «действовали» дождь, ветер, солнце и экстремальные температуры. Однако уже в 1637 году голландские производители смогли вывести новые сломанные сорта путем прививки луковиц, комбинируя «сломанные» луковицы, зараженные вирусом, со здоровыми луковицами, давшими однородные по цвету цветы. [ 12 ]
В конце восемнадцатого века среди ботаников наверняка рассматривалось представление о том, что «ломка» тюльпанов является проявлением какого-то хронического заболевания или слабости луковицы; но все же более или менее считалось, что виноваты неблагоприятные условия окружающей среды. Комментарий Уильяма Хэнбери в 1770 году: «Все разновидности являются болезнями растений, и ничто так не может вызвать это, как недостаток питания». [ 13 ] подтверждает это общее отношение. Учитывая недостаток знаний об инфекционных заболеваниях человека в то время (и даже в XIX веке), этот вывод не был чем-то необычным. [ 14 ] но что удивительно, так это то, что, хотя болезнь мозаики тюльпанов имеет гораздо более впечатляющую и документированную историю, чем любой другой вирус растений, осознание того, что это была инфекционная болезнь растений, не говоря уже о вирусе, пришло на удивление поздно – через десять лет после конца света. растений Первая война. «Вирус растений» для патологов в то время был почти синонимом вируса табачной мозаики , который был открыт в 1897 году, вскоре после того, как бактериология стала академическим предметом. Поскольку основными характеристиками вируса табачной мозаики является то, что он повреждает листья и цветы растения, замедляет рост и снижает количество и качество урожая, многих ученых и ученых озадачивает тот факт, что прошло еще двадцать лет, прежде чем он «сломался». даже подозревали, что оно вызвано вирусом. [ 15 ]
Открытие патогена
[ редактировать ]К середине 1920-х годов биохимия вступила в свои права, и ее влияние стало ощутимо в исследованиях вирусов. В конце концов, именно серия экспериментов по манипулированию луковицами, начатая в 1928 году Дороти Кейли из Садоводческого института Джона Иннеса в Мертоне, Южный Лондон, Англия, привела к открытию вируса. Записи об экспериментах Кэли хранятся в нынешнем месте расположения Института в Норфолке. Кейли обнаружил, что при механическом переносе инфицированной ткани из разбитых луковиц на здоровые луковицы в состоянии покоя вирус, вызвавший нарушение цвета, также переносится. [ 16 ] Эти эксперименты были в дальнейшем уточнены до мельчайших количеств, что привело ее к правильному выводу, что «вирусная или ферментативная инфекция» передается соком и, вероятно, переносится насекомыми, а степень разрушения пропорциональна количеству введенной инфицированной ткани. [ 17 ]
В конечном итоге было доказано, что вирус переносится непостоянно по крайней мере четырьмя видами тлей , в частности Myzus persicae (наиболее эффективным), Macrosiphum euphorbiae , Aphis fabae и Aphis gossypii . Маккенни-Хьюз сообщил в 1934 году, что Dysaphis tulipae передает вирус между хранящимися луковицами тюльпанов, но это не было подтверждено. [ 1 ] Передача вируса непостоянная, то есть осуществляется через питание насекомых. При непостоянной передаче вирусы прикрепляются к дистальному кончику стилета в ротовом аппарате насекомого, так что следующее растение, которым оно питается, заражается вирусом. [ 18 ] Вирус не поражает семя, из которого образуется луковица, а только саму луковицу, ее листья и цветки, а также ее дочерние отростки.
Лишь в 1960-х годах было показано, что TBV имеет гибкие нитевидные частицы (в основном размером около 12×750 нм) и, наконец, оказался вирусом. Генетический код TBV теперь секвенирован, и вирус признан членом рода Potyvirus (семейство Potyviridae). Понимание генетического разнообразия вирусов, вызывающих схожие симптомы, продолжает улучшаться. [ 19 ] Как и других представителей рода, в настоящее время его легко обнаружить и идентифицировать с помощью серологических , молекулярных и оптических методов. [ 16 ] [ 20 ] [ 21 ]
Вирусные штаммы
[ редактировать ]Два отдельных штамма вируса — вирус тяжелого разрушения тюльпанов (STBV) и вирус легкого разрушения тюльпанов (MTBV) — были определены по типу и тяжести симптомов, которые они вызывают. [ 1 ] У некоторых сортов STBV вызывает полное или легкое разрушение , когда из-за недостатка антоциана пигмент, присутствующий в поверхностных клетках хромопласта, более светлый цвет (белый или желтый) внутреннего мезофилла тускнеет и обнажается , проявляющийся в виде неравномерных полос или тонких оперений. . У тех же сортов MTBV вызывает саморазрушение или темное разрушение , которое происходит из-за того, что антоцианы образуются в избытке, поэтому окраска клеток эпидермиса усиливается в виде темных полос или удлиненных пятен и завитков. Поломка обычно происходит по краям и верхушкам лепестков и чашелистиков . Самый распространенный тип повреждения, обнаруженный у естественно зараженных растений, называемый средним повреждением , вызван заражением смесью STBV и MTBV; Симптомы как светлого, так и темного разрыва присутствуют вместе с некоторыми целыми участками в разных частях одного и того же лепестка. Растения, инфицированные смесью штаммов в молодом возрасте, могут проявлять оба эффекта: легкие симптомы разрушения , ограниченные основной частью лепестка, и тяжелые симптомы. темные разрывы в верхних частях. [ 1 ] Позже было обнаружено, что некоторые сорта неспособны к разрушению на свету и всегда проявляют симптомы разрушения на темноте, независимо от того, заражены ли они STBV, MTBV или смесью обоих штаммов. [ 22 ] [ не удалось пройти проверку ] Хотя они все еще могут быть заражены, сорта с белыми и желтыми цветками не способны сломаться, поскольку в них отсутствуют антоцианы; их цвет определяется бесцветными или желтыми пластидами мезофилла. [ 1 ] Другие внешние симптомы могут включать пятнистость листьев . [ 23 ]
Распределение
[ редактировать ]Борьба с вирусом, как известно, сложна. Его распространение распространено по всему миру, и сообщалось во всех регионах с умеренным климатом , где выращивают тюльпаны; это особенно распространено в южной Европе, где тля -переносчики многочисленны в начале вегетационного периода. Передача вируса тлей ежегодно наносит ущерб цветочным луковицам на миллионы долларов. Минеральные масла и пиретроиды применяются еженедельно в течение вегетационного периода, чтобы уменьшить передачу вируса в цветочные луковицы, а текущие исследовательские проекты пытаются узнать о риске непостоянной передачи вируса в зависимости от динамики популяции тли. [ 24 ]
Совсем недавно динамику численности тли на тюльпановых полях отслеживали в течение трех вегетационных периодов. Одновременно с этим экспериментально исследовали период передачи TBV тлей, подвергая небольшие участки тюльпанов в определенные промежутки времени воздействию естественно встречающихся тлей. Наконец, время распространения вируса коррелировало с динамикой численности тли и погодными условиями. В 2007 году было обнаружено, что передача TBV началась в апреле, а первые тли были обнаружены только в мае. По-видимому, первые в сезоне тли уже внесли большой вклад в передачу вируса, что наблюдалось локально на участках тюльпанов. Кроме того, был идентифицирован второй, но отличный изолят TBV, что привело к разработке улучшенного метода обнаружения TBV. Эти результаты должны позволить сформулировать рекомендации по защите сельскохозяйственных культур, которые точно учитывают риск передачи вируса, что поможет уменьшить ущерб окружающей среде, причиняемый пестицидами . [ 24 ]
Стремясь ограничить распространение вируса, США, Великобритания и другие страны запрещают коммерческую продажу разбитых луковиц или луковиц, о которых известно, что они заражены вирусом. Поскольку луковицы, инфицированные TBV, постепенно деградируют, распространение вируса можно свести к минимуму, быстро удаляя и уничтожая «сломанные» луковицы, прежде чем тля распространит вирус на другие луковицы или перекрестно заразит лилии-хозяева.
Сломанные тюльпаны сегодня
[ редактировать ]Сегодня тюльпаны типа Rem's Sensation, демонстрирующие «сломанный» эффект, являются стабильными вариантами и результатом селекции, а не вирусной инфекции. [ 25 ] хотя многие любители тюльпанов считают, что эти «современные» варианты являются плохой заменой по сравнению с давно вымершими редкими сортами, такими как Semper Augustus . [ 26 ] Современные сорта тюльпанов, зараженные вирусом, хрупкие и обычно намного меньше, чем обычные здоровые цветы, с уменьшенной длиной стебля. До сих пор существует лишь несколько сортов старых, по-настоящему «сломанных» тюльпанов, таких как Zomerschoon , но только потому, что худшие аспекты вируса каким-то образом остались безвредными. Одним из таких примеров является редкий Абсалон , датируемый 1780 годом; сорт «причудливого» цвета, с золотым пламенем на темно-шоколадно-коричневом фоне. [ 27 ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ван Слогтерен, DH (октябрь 1971 г.). «Вирус разрушения тюльпанов». Описания вирусов растений . Лиссе, Нидерланды: Центр исследования лампочек.
- ^ Гарбер, Питер М. (1989). «Тюльпаномания». Журнал политической экономии . 97 (3): 535–560. дои : 10.1086/261615 . S2CID 222435339 .
- ^ Брандес, Дж.; Веттер, К. (1959). «Классификация удлиненных вирусов растений на основе морфологии частиц». Вирусология . 8 (99): 115. дои : 10.1016/0042-6822(59)90022-4 . ПМИД 13669326 .
- ^ Бартельс, Фитопатология З., том. 71, 1971, с. 87. [ нужна полная цитата ]
- ^ Деккер Э.Л. и др. (1 мая 1993 г.). «Характеристика потивирусов тюльпана и лилии, вызывающих ломку цветов» (PDF) . Журнал общей вирусологии . 74 (5): 881–887. дои : 10.1099/0022-1317-74-5-881 . ПМИД 8492092 . Проверено 11 июля 2020 г.
- ^ Брайерли, П.; Смит, Ф.Ф. (1944). «Изучение вирусных заболеваний лилий: пятнистая группа». Фитопатология (34): 718.
- ^ «Семпер Август» . penelope.uchicago.edu . Проверено 16 февраля 2024 г.
- ^ Брант, Алан; Уолш, Джон (май 2005 г.). « Сломанные» тюльпаны и вирус разрушения тюльпанов . Микробиология сегодня : 71.
- ^ Клузиус, Чарльз (1576). История некоторых редких видов, наблюдаемых в Испании, Две книги... [ Естественная] история некоторых редких растений, наблюдаемых в Иберии, в двух книгах... ] (на латыни). Антверпен, Бельгия: Кристоф Плантен. п. 513
- ^ Клузиус, Чарльз. История некоторых редких рас наблюдается по всей Паннонии, Австрии и некоторым соседним провинциям . Антверпен, 1583 год.
- ^ Карол Клузиус из Арраса (1951). Трактат о тюльпанах . Перевод ван Дейка, В. Харлема: Joh. Энсхеде и сыновья. п. 18.
- ↑ High, Gardener's Chronicle , 94:471, 1933. [ нужна полная цитата ]
- ^ Хэнбери, Уильям (1770). Полное собрание посадок и садоводства . Том. Я. Лондон. п. 301.
- ^ Акеркнехт, Э.Х. (1948). «Антиинфекционизм между 1821 и 1867 годами». Бюллетень истории медицины . 22 : 562–593. ПМИД 18106184 .
- ^ Уилкинсон, Лиза (апрель 1976 г.). «Развитие концепции вируса, отраженное в корпусе исследований отдельных патогенов. 3. Уроки растительных вирусов - вируса табачной мозаики» (PDF) . Медицинская история . 20 (2). Издательство Кембриджского университета: 111–134. дои : 10.1017/S0025727300022183 . ПМЦ 1081732 . ПМИД 781420 . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Брант, Алан; Уолш, Джон (май 2005 г.). « Сломанные» тюльпаны и вирус разрушения тюльпанов . Микробиология сегодня : 70.
- ^ Кэли, Дороти (ноябрь 1928 г.). « Ломка тюльпанов». Анналы прикладной биологии . 15 (4): 529–539. дои : 10.1111/j.1744-7348.1928.tb07775.x .
- ^ Грей, Стюарт М.; Банерджи, Нандитта (1999). «Механизмы передачи вирусов растений и животных членистоногими» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 63 (1): 128–148. дои : 10.1128/MMBR.63.1.128-148.1999 . ПМК 98959 . ПМИД 10066833 .
- ^ Агостон, Янош; Алмаси, Астерия; Саланки, Каталин; Палкович, Ласло (2020). «Генетическое разнообразие потивирусов, связанных с синдромом поломки тюльпана» . Растения . 9 (12): 1807. doi : 10.3390/plants9121807 . ПМЦ 7766433 . ПМИД 33352796 .
- ^ Польдер Г., ван дер Хейден GWAM, ван Доорн Дж., ван дер Шур Р., Балтиссен AHMC (2010). «Обнаружение вируса разрушения тюльпанов (TBV) в тюльпанах с помощью оптических датчиков» . Точное земледелие . 11 (4): 397–412. дои : 10.1007/s11119-010-9169-2 .
- ^ Польдер Г., ван дер Хейден GWAM, ван Дорн Дж., Балтиссен TAHMC (2014). «Автоматическое обнаружение вируса разрушения тюльпанов (TBV) на тюльпановых полях с помощью машинного зрения» . Биосистемная инженерия . 117 : 35–42. doi : 10.1016/j.biosystemseng.2013.05.010 .
- ^ Маквортер, Фрэнк П. (май 1938 г.). «Антитетическая вирусная теория разрушения тюльпанов». Анналы прикладной биологии . 25 (2). Джон Уайли и сыновья: 254–270. дои : 10.1111/j.1744-7348.1938.tb02333.x . ISSN 0003-4746 . OCLC 4634521000 .
- ^ «Вирус разрушения тюльпанов — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 16 февраля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б де Кок, MJD; Стийгер, CCMM; Фам, КТК; Леммерс, MEC; Ван Дам, М. (июль 2011 г.). Нестойкая передача TBV в зависимости от динамики численности тли в луковицах тюльпанов . XII Международный симпозиум по вирусным болезням декоративных растений. ISHS Acta Horticulturae . Том. 901. стр. 191–198. doi : 10.17660/ActaHortic.2011.901.24 .
- ^ «Королевское садоводческое общество - Советы по садоводству: вирусы тюльпанов» . Архивировано 11 октября 2008 г. в Wayback Machine.
- ^ Фэллон, Фионнуала (14 апреля 2012 г.). «Моё королевство за тюльпаном» . Ирландские Таймс.
- ^ Эмлин-Джонс, Дэниел (12 апреля 2020 г.). «Как вирус создал красивые «сломанные» тюльпаны в Голландии» . Оксфордская почта.
Ссылки
[ редактировать ]- Гарбер, Питер М. (1989), «Тюльпанмания», Журнал политической экономии , 97 (3): 535–560, doi : 10.1086/261615 , JSTOR 1830454 , S2CID 222435339
- «Разлом тюльпана или мозаика» (PDF) . Отчет о болезнях растений 634 . Департамент растениеводства, Университет Иллинойса, Урбана-Шампейн. Сентябрь 1990 г. Архивировано из оригинала (PDF) 25 мая 2013 г. . Проверено 18 марта 2014 г.
- Беккерман, Жанна (18 апреля 2011 г.). «Вирус разрыва тюльпана» . Университет Пердью: Лаборатория диагностики растений и вредителей. Архивировано из оригинала 18 марта 2014 года . Проверено 18 марта 2014 г.
- Леснау Дж.А., Габриал С.А. (2000). «Ломка тюльпана: прошлое, настоящее и будущее» . Болезни растений . 84 (10): 1052–1060. дои : 10.1094/PDIS.2000.84.10.1052 . ПМИД 30831892 .
- Макговерн Р.Дж., Элмер WH (2018). «Болезни тюльпана». Справочник флористов по болезням сельскохозяйственных культур . Справочник по борьбе с болезнями растений. стр. 1313–37. дои : 10.1007/978-3-319-39670-5_49 . ISBN 978-3-319-39668-2 .
- Се Т, Канемацу С (2002). «Первый отчет о вирусе, разрывающем полосы тюльпана, у тюльпана, пораженного мозаикой, в Японии» . Болезни растений . 86 (12): 1405. doi : 10.1094/PDIS.2002.86.12.1405A . ПМИД 30818458 .