Биологические и физико-химические свойства изолятов вируса огуречной мозаики в странах дальневосточного региона
Определение круга растений-хозяев, симптомов поражения, накопления вируса, а также физических и физико-химических свойств изолятов вируса огуречной мозаики, выявленных на растениях картофеля, сои и овощных культур. Возможность идентификации изолятов.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.11.2020 |
| Размер файла | 31,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
116
Размещено на http://www.allbest.ru/
Биологические и физико-химические свойства изолятов вируса огуречной мозаики в странах дальневосточного региона
З.Н. Козловская, С.А. Романова,
В.А. Леднева, Ю.Г. Волков
Определяли круг растений-хозяев, симптомы поражения, накопление вируса, а также физические и физико-химические свойства шести изолятов вируса огуречной мозаики, выявленных в КНР, КНДР и Приморском крае России на растениях картофеля, сои и овощных культур. Обсуждается возможность идентификации изолятов по этим показателям.
Biological and physico-chemical properties of cucumber mosaic virus isolates from far eastern region
Z.N. Kozlovskaya, S.A. Romanova, V.A. Ledneva, Ju.G.Volkov
It is determined that isolates of cucumber mosaic virus (CMVpot, CMVsq, CMVpot/ch, CMVpot/kor, CMV c/kor, CMVs/kor) differ from each other by following biological and physico-chemical characteristics: molecular weights of capsid proteins, symptoms induced on test plants, TIP, DEP and LIV in vitro. According to these characteristics the isolates can be divided into two groups differing from others: I -- CMVs/kor, CMVc/kor2; II -- CMVsq, CMVpot, CMVpot/kor. The CMVpot/ch and CMVc/kor1 are different from others isolates. According to the obtained data conclusions were made that one of the isolates contains 2-strain population, two isolates are likely to be one and the same strain and other two isolates are independent strains. The next two isolates are insufficient for identification with obtained data.
Введение
Вирус огуречной мозаики (ВОМ) характеризуется широким спектром дикорастущих и культурных растений-хозяев и одновременно штаммовой специализацией. Популяции штаммов этого вируса формируются в различных природно-экологических условиях произрастания растений-резерваторов ВОМ (1). Ранее был описан ряд штаммов ВОМ, выделенных на Дальнем Востоке России и различающихся между собой по происхождению и симптомам (2).
В задачу настоящей работы входило изучение биологических и физико-химических свойств шести изолятов ВОМ, идентифицированных в Корее, Китае и на юге Дальнего Востока России: выявление круга растений-хозяев и определение симптомов заболевания, молекулярной массы, температуры инактивации, а также периода сохранения инфекционности вирусных частиц и капсидных белков.
Методика
Объектом исследования служили изоляты ВОМ, идентифицированные на картофеле сорта Аноста (ВОМан), кабачке (ВОМкаб) в Приморском крае, на картофеле (ВОМк/кор), огурце (ВОМо/кор), сое (ВОМс/кор) в Корее* и картофеле (ВОМк/кит), завезенном из Китая. Для получения моноинфекции семядольные листья здоровых растений огурца сортов Авангард, Каскад и Миг механически инокулировали -- натирали разбавленным соком растений, зараженных изолятами ВОМ; некротические пятна вырезали и реинокулировали другие растения огурца. Для оценки круга растений-хозяев выделенных изолятов ВОМ растения из различных семейств (Amaranthaceae, Chenopodiaceae, Cucurbitaceae, Fabaceae, Solanaceae) также механически инокулировали. При этом в качестве индикаторов штаммов ВОМ мы использовали табак Nicotiana tabacum L. сорта Xanthi, марь гигантскую Chenopodium amaranticolor Coste et Reyn., марь киноа (Ch. quinoa Willd.) и гомфрену шаровидную (Gomphrena globosa L.). При отсутствии видимых симптомов у этих растений их проверяли на скрытую инфекцию посредством обратной инокуляции мари гигантской (некротическая реакция на ВОМ), а также методом двойной диффузии в агаре (РДД). Физические свойства изолятов вируса (точку термической инактивации, предельное разведение сока, период сохранения инфекционности) определяли по общепринятым методикам (3).
Вирус из растений табака сорта Xanthi выделяли по модифицированной нами методике Lot с соавт. (4, 5). Концентрацию и чистоту вируса в препарате оценивали спектрофотометрическим методом, наличие примесей во время очистки -- электрофорезом в ПААГ. Электрофорез капсидных белков проводили в денатурирующих условиях в вертикальных пластинах 12 % полиакриламидного геля ДСН (додецил-сульфат натрия) по методу Laemmli (6); соотношение акриламид:бис-акриламид составляло 30,0:0,8, согласно методике Weber и Osborn (7). В качестве маркеров использовали лизоцим, химотрипсиноген, овальбумин и бычий сывороточный альбумин с молекулярной массой соответственно 14,3; 25,7; 47,0; 67,0 кД. Препараты белков очищенных вирусных изолятов и маркеров обрабатывали ДСН и меркаптоэтанолом и нагревали на водяной бане в течение 1 мин при температуре 100 оС. Молекулярную массу капсидных белков определяли по методу Weber и Osborn (7); мобильность белков (Rm) рассчитывали по соотношению расстояний перемещения белка и лизоцима.
Результаты
По кругу растений-хозяев изоляты ВОМ не отличались друг от друга, однако по характеру проявления симптомов на системно заражаемых растениях между ними наблюдались существенные различия (табл.).
Симптомы поражения тест-растений при инфицировании различными изолятами вируса огуречной мозаики
|
Семейство, вид, сорт растений |
Вид поражения (симптом) |
||||||
|
ВОМан |
ВОМкаб |
ВОМк/кит |
ВОМк/кор |
ВОМс/кор |
ВОМо/кор |
||
|
Сем. Cucurbitaceae Juss. |
|||||||
|
Cucumis sativus L.: |
|||||||
|
Авангард |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
|
|
Дальневосточный 6 |
S(O) |
S(O) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
|
|
Дальневосточный 27 |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
|
|
Миг |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
|
|
Уссурийский |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
|
|
Cucurbita pepo L.: |
|||||||
|
Грунтовый грибовский |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
|
|
Ролик |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
L(N) |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
|
|
Сем. Solanaceae Juss. |
|||||||
|
Nicotiana glutinosa L. |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
L(N), S(M) |
S(M, Dis) |
S(M) |
|
|
N. tabacum L.: |
|||||||
|
Xanthi |
S(M) |
S(M) |
S(M, Vn, Dis) |
S(M, Vn, Dis) |
S(M, Olp,Dis) |
S(M) |
|
|
Samsun |
S(M) |
S(M) |
S(M, Vn, Dis) |
S(M, Vn, Dis) |
S(M, Olp,Dis) |
S(M) |
|
|
N. paniculata L. |
S(M) |
S(M, Vn) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
S(M) |
|
|
N. sanderae L. |
S(M) |
S(M) |
S(M, Cl, Vn) |
S(M, Vc, Dis) |
S(M, Vn, Dis) |
S(M, Vn, Dis) |
|
|
П р и м е ч а н и е: L -- локальное поражение; S -- системное поражение; M -- мозаика; N -- некроз; O -- бессимптомно; Cl -- хлороз; Sp -- пятнистость; Vc -- светлая окраска жилок; Vn -- некроз жилок; Dis -- деформация черешков стеблей и жилок; Olp -- дуболистный узор. Описание изолятов ВОМ см. в разделе «Методика». |
изолят вирус огуречная мозаика
На растениях табака все изоляты ВОМ вызывали системное поражение в виде хлоротичной мозаики, деформации и пузырчатости листовой пластинки, однако эти симптомы различались. Так, при заражении изолятами ВОМан, ВОМк/кор, ВОМк/кит и ВОМс/кор на 9-10-е сут проявлялась системная некротизация нижних листьев, которая исчезала по мере старения листьев при заражении ВОМан и ВОМк/кор и сохранялась при заражении ВОМк/кит и ВОМс/кор, в последнем случае некрозы проявлялись в виде дубовидного рисунка, уменьшалась длина междоузлий, в результате чего верхняя часть растения приобретала форму розетки.
На инокулированных листьях гомфрены все изоляты вызывали диффузные некрозы, на вновь отрастающих листьях через 7-10 сут после заражения проявлялись некротические пятна более мелких размеров, наблюдалось измельчение листа, укорачивание междоузлий, постепенное отставание растений в развитии по сравнению со здоровыми. На растениях мари все изоляты вызывали локальное поражение: через 5-7 сут на инокулированных листьях появлялись некрозы, имеющие серую окраску. Изоляты ВОМ поражали растения всех сортов огурца, используемых в опыте, но в наибольшей степени сорта Миг; растения сорта Дальневосточный 6 сильно поражались изолятом ВОМк/кит.
На растениях табака клейкого N. glutinosa L. было выявлено системное поражение (в виде мозаики) при заражении всеми изолятами; по локальной реакции отмечены различия. Так, изоляты ВОМан, ВОМк/кит, ВОМк/кор и ВОМкаб в отличие от ВОМс/кор и ВОМо/кор вызывали некрозы на инокулированных листьях. Наиболее выраженные симптомы проявлялись при заражении ВОМс/кор: мозаика с системной некротизацией нижних листьев и стягивание розетки через 12 сут после заражения, что вызывало гибель растения.
Изоляты ВОМан, ВОМк/кит и ВОМс/кор на 7-9-е сут вызывали на инокулированных листьях растений махорки N. rustica L. междужилковый хлороз, переходящий в кольца неправильной формы; системная реакция на молодых отрастающих листьях была неодинаковой. На верхних листьях растений наблюдалась легкая или сильная пузырчатость листовой пластинки, либо резкая деформация с ярко выраженным хлорозом в зависимости от изолята. Изоляты ВОМо/кор и ВОМкаб вызывали четко выраженную жилковую мозаику на верхних листьях растений махорки, а первый изолят, кроме того, -- пузырчатость молодых листьев. На инокулированных листьях не отмечено выраженных симптомов заболевания.
По поражению растений табака сандера N. sanderae L. проводили дифференциацию изолятов: ВОМан вызывал системную мозаику, ВОМк/кит -- дополнительный хлороз и некроз жилок, ВОМк/кор -- посветление жилок и деформацию листовой пластинки.
Под влиянием всех изолятов ВОМ на инокулированных листьях растений конских бобов (Faba bona Medik., сорт Русские черные) и вигны (Vigna unguiculata L.) возникали первичные некрозы, которые сливались через 5-10 сут, затем наблюдались некротизация стебля, поражение верхних листьев, постепенное почернение стебля и гибель растений.
Точка термической инактивации (ТТИ) изолятов ВОМан, ВОМк/кит, ВОМк/кор, ВОМкаб и ВОМо/кор составляла 67 оС, ВОМс/кор -- 60 оС. Период сохранения инфекционности (ПСИ) для изолятов ВОМк/кит, ВОМк/кор, ВОМан, ВОМкаб, ВОМо/кор, ВОМс/кор составлял соответственно 3, 3, 4, 4, 7-9 и 13-11 сут. По показателю предельного разведения сока (ПРС = 10-310-4) изоляты ВОМан, ВОМкаб, ВОМо/кор и ВОМс/кор были близки приморским изолятам, выделенным на растениях декоративных культур. Инфекционность ВОМк/кор сохранялась при разведении 10-2-10-3; наибольшие значения ПРС отмечены у изолята ВОМк/кит (10-4-10-5).
Полученные препараты имели характерный для ВОМ нуклеопротеидный спектр поглощения в ультрафиолетовой области. Выход вируса у изолятов ВОМк/кит, ВОМо/кор, ВОМс/кор, ВОМк/кор, ВОМан и ВОМкаб составлял соответственно 330, 290, 250, 190, 200 и 230 мг/кг листьев (в среднем по трем-пяти повторностям), что свидетельствует о высокой концентрации накопления вирусов.
При электрофорезе в ПААГ капсидных белков всех изолятов ВОМ в составе вирионов был обнаружен один полипептид, у изолята ВОМо/кор -- два полипептида. Для того чтобы проверить возможность деградации капсидного белка этого изолята, очищенный вирусный препарат в течение 1 мес с интервалом в 1 нед обрабатывали мочевиной, ДСН и меркаптоэтанолом по методу Paul (8). При электрофорезе полученных проб по методу Laemmli не нашло подтверждения наше первоначальное предположение об образовании двух полипептидов за счет деградации основного капсидного белка ВОМо/кор.
По данным литературы, штаммы, относящиеся к разным группам, имеют различную молекулярную массу капсидных белков. В нашем исследовании этот показатель у различных изолятов имел следующие значения:
|
Изолят |
Молекулярная масса капсидных белков, кД |
|
|
ВОМк/кит |
26,5000,320 |
|
|
ВОМс/кор |
24,5000,255 |
|
|
ВОМо/кор |
24,7000,255 |
|
|
22,5000,240 |
||
|
ВОМк/кор |
25,9000,250 |
|
|
ВОМан |
25,7000,250 |
|
|
ВОМкаб |
25,4000,275 |
Сопоставление молекулярной массы капсидных белков всех изолятов ВОМ, распределение которой отражено на диаграмме, наглядно свидетельствует о возможности их группировки по этому показателю (рис.).
Распределение молекулярной массы капсидных белков изолятов вируса огуречной мозаики (ВОМ).
Наличие двух видов структурных белков в изоляте ВОМо/кор позволяет рассматривать его как популяцию двух штаммов, один из которых (ВОМо/кор1) обладает наименьшей молекулярной массой и в значительной мере обособлен от других. Наибольшая молекулярная масса отмечена у изолята ВОМк/кит, что дает возможность отнести его к самостоятельному штамму. Другие пять изолятов образовали две группы: I -- ВОМан, ВОМкаб, ВОМк/кор; II -- ВОМс/кор, ВОМо/кор2.
По данным ряда исследователей, при электрофорезе в ПААГ молекулярная масса капсидных белков ВОМ значительно различается -- 24,0-30,9 кД, что объясняется полимеризацией субъединиц капсидного белка, а также присутствием гидрофильных N-концевых доменов из 30-32 аминокислотных остатков. Возможно, аномально высокая электрофоретическая мобильность ВОМо/кор1 в нашем опыте также была вызвана этими причинами.
Выводы
Таким образом, нами показано, что дальневосточные изоляты вируса огуречной мозаики, выделенные на растениях картофеля, сои и овощных культур, различаются по молекулярной массе и могут быть разделены по этому показателю на две группы, в которые не входят ВОМо/кор1 и ВОМк/кит. Биологические и физические свойства вирусов подтверждают правомочность такого разделения. Можно предположить, что изоляты ВОМан и ВОМкаб являются одним штаммом, так как они вызывают бессимптомное заражение растений огурца сорта Дальневосточный 6 и аналогичные симптомы на растениях Nicotiana sanderae, имеют близкие значения показателей предельного разведения сока, температуры инактивации и выхода вируса при выделении. Для изолятов II группы и ВОМк/кор характерны близкие показатели молекулярной массы, точки термической инактивации и периода сохранения инфекционности, но они различаются по симптомами проявления заболевания на растениях табака разных видов и огурца сорта Дальневосточный 6, а также показателям инфекционности при разведении сока и выхода вируса при выделении. Следовательно, изолят ВОМк/кор можно рассматривать в качестве самостоятельного штамма. Сходные симптомы заболевания на растениях N. sanderae вызывают изоляты ВОМс/кор и ВОМо/кор (близкая молекулярная массы, но различаются по точке термической инактивации). Возможно, что ВОМс/кор и один из изолятов, входящих в популяцию ВОМо/кор (ВОМо/кор2) являются родственными или же одним штаммом, а ВОМо/кор1 -- самостоятельным штаммом, так как имеет наиболее низкую молекулярную массу. Наибольшая молекулярная масса, высокий выход вируса при выделении, сохранение инфекционности при разведении сока позволяют выделить изолят ВОМк/кит в самостоятельный штамм.
Литература
Молдован М.Я. Вирусные болезни табака и меры борьбы с ними. Кишинев, 1979.
Романова С.А., Леднева В.А., Гнутова Р.В. Биологические свойства штамма вируса огуречной мозаики, выделенного из картофеля на Дальнем Востоке России. Докл. РАСХН, 2000, 5: 16-18.
Шоймоши Ф. Вирусология. Методы фитопатологии. М., 1974.
Lot H., Marro u J., Quiot J.B. e.a. Contribution a l'etude de virus de la mosaique du concombre (CMV). I. Methode de purification du virus. Ann. Phytopathol., 1972, 4: 25-38.
Козловская З.Н., Гнутова Р.В. Иммунологическая характеристика дальневосточного и европейских серотипов кукумовирусов. Докл. ВАСХНИЛ, 1989, 8: 14-18.
Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 1970, 277, 5259: 680-685.
Weber K., Osborn M. The reliability of molecular weight determinations by dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis. Biol. Chem., 1969, 224: 4406- 4410.
Paul H.Z. SDS-polyacrylamide gel electrophoresis of virion proteins as a tool for detection the presence of virus in plant. I. Testing of methods. Phytopathol. Z., 1974, 80: 330-339.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка вакцины сухой живой против классической чумы свиней из лапинизированного вируса. Изучение метода культивирования вируса классической чумы "АСВ" на кроликах. Биологические свойства штамма "АСВ+", динамика накопления антигена и сероконверсии.
магистерская работа [236,4 K], добавлен 05.11.2011Таксономия вируса африканской чумы свиней, характеристика вириона, распространение, степень опасности и ущерб. Антигенные свойства вируса АЧС. Гемадсорбирующая активность и культуральные свойства. Этапы лабораторной диагностики и методы профилактики.
реферат [244,2 K], добавлен 20.12.2016Потенциал бесполого и встречаемость полового размножения, агрессивность изолятов P. infestans на картофеле и томате из России. Разработка методологии, позволяющей оценивать репродуктивные характеристики и агрессивность полевых популяций патогена.
автореферат [1,0 M], добавлен 05.01.2010Вредители крестоцветных культур, лука и чеснока, моркови, картофеля и томата, бобовых и тыквенных, столовой свеклы, защищенного грунта; многоядные вредители. Агротехнические, профилактические и химические методы борьбы с вредителями овощных культур.
реферат [23,1 K], добавлен 09.02.2010Определение и история открытия заболевания. Этиология вируса африканской чумы свиней. Эпизоотология, клинические признаки и патогенез. Основные методы выделения вируса и выявления антигенов. Патологоанатомические изменения, дифференциальная диагностика.
курсовая работа [10,1 M], добавлен 20.11.2013Разработка приемов выращивания овощных растений. Преимущества семенного размножения овощных культур. Чистота и всхожесть семян. Особенности вегетативного размножения (клубнями, корневищами, луковицами, черенкованием, прививкой, культурой тканей) растений.
реферат [15,7 K], добавлен 05.10.2009Внедрение промышленной технологии. Комплексная механизация возделывания овощных культур. Механизация уборки и послеуборочной обработки картофеля и капусты. Агротехнические требования и классификация машин. Машины для уборки урожая овощных культур.
реферат [25,2 K], добавлен 14.03.2009Анализ почвенно-климатической характеристики хозяйства. Состав и физико-химические свойства черноземов. Исследование технологии возделывания пшеницы и картофеля. Методы борьбы с вредителями и болезнями. Обзор современной сельскохозяйственной техники.
отчет по практике [57,3 K], добавлен 09.06.2013Исследование закономерности пространственной изменчивости физико-химических и других свойств почв. Роль абиотических факторов в формировании гумусного состояния пахотных почв Курской области. Алгоритм определения оптимальных доз Са-содержащих мелиорантов.
автореферат [1,1 M], добавлен 05.09.2010Химические средства борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Фунгициды и протравители семян. Предосторожность при работе с пестицидами. Биологические препараты для борьбы с вредителями и болезнями, рекомендации по применению.
реферат [34,4 K], добавлен 26.01.2010Изучение почвенно-климатических условий Владимирской области. Значение, морфологические и биологические особенности картофеля и вишни. Технология выращивания растений, уход за ними и уборка урожая. Составление плана озеленения территории садового участка.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 08.06.2013Болезни крестоцветных, томата, моркови, свеклы и чеснока, тыквенных и бобовых культур. Возбудители заболеваний, причины и морфологические признаки их проявления. Агротехнические, профилактические и химические меры борьбы с заболеваниями овощных культур.
реферат [17,9 K], добавлен 09.02.2010Определение понятия и сущности почвы как особого природного тела, тончайшего слоя земной коры. Рассмотрение физико-химических и физических свойства почвы. Анализ влияния на состав и свойства поверхностных, подземных вод, всю гидросферу и атмосферу Земли.
контрольная работа [20,2 K], добавлен 16.11.2014Роль улучшение роста культурных растений для повышения их конкурентоспособности. История развития биологических методов борьбы с вредителями и сорняками. Понятие устойчивости растений к насекомым-вредителям, сущность химических и физических барьеров.
доклад [31,8 K], добавлен 11.12.2011Строение жалоносного аппарата пчел, ос и шершней, основные компоненты и токсикодинамика их ядов: реакция, физико-химические и антибиотические свойства. Выраженность симптомов отравления апитоксином и ветсанэкспертиза. Целебные свойства пчелиного яда.
реферат [34,8 K], добавлен 27.04.2011Систематика, морфология, антигенные свойства. Патогенность, место репродукции, восприимчивые животные, лабораторные модели. Устойчивость вируса. Характеристика болезни вызываемой вирусом. Определение(синономы). Эпизоотологические данные. Патогенез.
контрольная работа [18,3 K], добавлен 06.11.2007Определение оспы и характеристика возбудителя. Патологоанатомические изменения, характерные для оспы овец. Отбор и транспортировка паталогического материала, лабораторная диагностика возбудителя. Дополнительные методы идентификации вируса оспы овец.
контрольная работа [87,0 K], добавлен 25.12.2012Строение, биологические особенности и классификация герпесвирусов. Их способность к длительной латенции. Болезнь Ауески (псевдобешенство), ее возбудитель. Источники и пути заражения животных. Устойчивость вируса. Специфическая профилактика заболевания.
презентация [5,9 M], добавлен 05.05.2017Лук репчатый как одна из ведущих овощных культур в мире, его общая характеристика и свойства, а также технология выращивания. Понятие, типы, значение гетерозиса, история создания гибридов. Выявление стерильных растений лука, закрепление данного признака.
реферат [41,3 K], добавлен 28.02.2017Оценка перспективности использования овощных культур в ландшафтном дизайне. Проект декоративного огорода. Подбор овощных культур, перспективных для ландшафтного дизайна в условиях Западного Забайкалья. Влияние регуляторов роста на посевные качества семян.
дипломная работа [118,4 K], добавлен 23.05.2013
