Тосповирусы на декоративных культурах Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

УДК 632.92

Тосповирусы

на декоративных культурах

Ю.А. ШНЕЙДЕР,

агроном лаборатории вирусологии ФГУ «ВНИИКР»

Ю.Н.ПРИХОДЬКО, начальник отдела диагностики Т.С. ЖИВАЕВА,

агроном лаборатории вирусологии О.О. БЕЛОШАПКИНА, профессор кафедры фитопатологии РГАУ-МСХА

В Российскую Федерацию ежегодно импортируются из европейских стран сотни тысяч цветочно-декоративных растений, которые могут являться хозяевами тосповирусов некротической пятнистости бальзамина Impatiens necrotic spot tos-povirus (INSV) и бронзовости томата Tomato spotted wilt virus (TSWV). Оба вируса имеют чрезвычайно широкий круг растений-хозяев, однако особое место среди них занимают декоративные культуры, что обусловлено постоянно прогрессирующим развитием отрасли цветоводства и широким обменом растениями между странами и континентами.

По результатам обследований службы защиты растений Нидерландов, растениями-хозяевами TSWV являются следующие виды [10]: Achimenes sp., Adenium obesum, Aeschynanthus spp., Ajania pacificum, Alstroemeria sp., Anemone sp., Anthurium spp, Ardisia sp., Aster spp, Begonia sp., Bouvardia sp., Bromelia achmea, Campanula isophylla, Centaurea montana, Cestrum spp., Chrysanthemum spp., Cirsium japo-nicum, Clematis sp., Clivia sp., Codo-nanthe grassifolia, Columnea spp., Cyclamen sp., Dahlia sp., Dieffenba-chia sp., Dimorphotheca pluvialis, Eucharis sp., Euryops sp., Eustoma russellianum, Fatsia japonica, Felicia spp., Ficus spp., Gaillardia sp., Gerbera jamesonii, Gladiolus sp., Gloriosa rothschildiana, Gloxinia sylva-tica, Hippeastrum hybride, Hoya spp., Impatiens spp., Iris spp., Kalan-

choe spp., Kohleria sp., Ligularia cristata, Limonium spp., Lobelia spp., Lysimachia spp., Maranta tricolor, Micronetta sp., Oncidium sp., Osteospermum sp., Oxypetalum sp., Pachypodium lamerei, Pelargonium peltatum, Peperomia spp., Pha-laenopsis sp., Philodendron tuxla, Primula acualis, Ranunculus sp., Rudbeckia nitida, Schizanthus sp., Senecio cruentus, Sinningia sp., Solanum rantonettii, Spathiphyllum sp., Stephanotis floribunda, Streptosolum jamesonii, Zantedeschia aethiopica.

Растениями-хозяевами INSV в Нидерландах являются Adenium obesum, Aeschynanthus spp., Ageratum houstonianum, Alstroemeria sp., Anemone sp., Anthurium spp., Aphelandra sp., Arabidopsis sp. Ardisia sp., Begonia spp., Bouvardia sp., Bromelia achmea, Browallia sp., Calceolaria sp., Cardamine hirsute, Clivia sp., Curcuma longa, Cyclamen sp., Diascia sp., Dischidia sp., Echeveria sp., Eustoma russellianum, Fatshedera japonica, Ficus elastica, Fresia sp., Gentiana sp., Gladiolus sp., Hippeastrum sp., Hoya carnosa, Impatiens sp., Iris hollandica, Kalan-choe spp., Kohleria sp., Limonium sinuatum, Lobelia sp., Lysimachia congestiflora, Nemesia strumosa, Nepenthus coccinea, Peperomia ro-tundifolia, Phalaenopsis sp., Phlox sp., Primula obconica, Ranunculus sp., Saintpaulia sp., Saxifraga stolonifera, Schefflera sp., Schizanthus sp., Senecio cruentus, Sinningia sp., Spathiphyllum sp., Stephanotis sp., Streptocar-pus sp., Trachelium sp., Zantedes-chia spp.

В США INSV выявляли также на видах Abelia, Aucuba, Calycanthus, Catharanthus, Digitalis, Gomphrena, Franklinia, Gazania, Gerbera, Gaura, Halesia, Hosta, Hydrangea, Ilex, Myosotis, Oxydendrum, Penstemon, Petunia, Phlox, Photinia, Plectranthus, Raphiolepis, Stokesia, Titonia, Trades-

canthia, Veronica, Viola и Weigela [5], а в Иране - на видах Bougainvillea, Calendula, Cycas, Gazania, Matricaria, Rosa, Saintpaulia, Scindapsus, Syngonium и Zinnia [4].

Из числа декоративных культур TSWV в особенности вредоносен для анемоны, глоксинии, хризантемы, цинерарии, цикламена, а INSV - для бальзамина, бегонии, глоксинии, георгина и цикламена [7].

На восприимчивых культурах INSV и TSWV вызывают разнообразные симптомы: некротические, пурпурно-коричневые или хлоротичные пятна, кольцевую пятнистость, концентрические круги, мозаику, крапчатость, хлороз, линейный рисунок, бронзовость листьев, побурение, искривление и израстание побегов, изменение окраски и опадение цветков, карликовость и увядание растений. Симптомы могут варьировать даже на одном растении-хозяине в зависимости от стадии развития инфекции и окружающих условий -температуры или освещения в пределах теплицы, возраста и/или состояния растения и т.д. Обычной является совместная инфекция INSV и TSWV, что также оказывает влияние на характер и интенсивность проявления симптомов.

Другой важнейшей группой расте-ний-хозяев INSV и TSWV являются овощные культуры и прежде всего томаты и перцы. Известны опустошительные эпифитотии TSWV на томатах в США, Канаде, Бразилии, Аргентине, Дании, Великобритании, Италии, Испании, Нидерландах и Франции, которые в ряде случаев приводили к полной потере урожая. TSWV высоко вредоносен также на салате на Гавайских островах и арахисе в Индии. Оба вируса поражают картофель [6].

TSWV и INSV выявлены в большинстве стран Европы, но тем не менее регламентируются ЕОКЗР и включены в список А2 - ограниченно распространенных карантинных вредных организмов.

Изначально род Tospovirus включал только вирус бронзовости томата TSWV, а INSV считался его серотипом. Лишь после изучения генома различ-

S2

ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ

ных серотипов тосповирусов INSV был выделен в валидный вид [3].

Тосповирусы представляют собой округлые или плеоморфные частицы диаметром 80-100 нм. Они состоят из нуклеокапсида спиральной симметрии и липопротеидной оболочки, на поверхности которой имеются выступы длиной 5-10 нм. Нуклеокапсид представлен тремя спиральными цир-кулятивными нитями диаметром 22,5 нм и длиной до 3 мкм. Молекулярная масса вирионов около 30,5 кДа. Геном тосповирусов состоит из трех различных по размерам молекул односпиральной кольцевой РНК, обозначаемых как L, M и S. В вирионах обнаружено 4 белка, два из которых (N и L) связаны с нуклеокапсидом, а два других (G1 и G2) входят в состав липопротеидной оболочки и являются гликопротеинами. Последовательность нуклеотидов РНК-L INSV всего на 69,5 % идентична таковой TSWV[9].

Основным переносчиком INSV и TSWV является западный цветочный (калифорнийский) трипс Frankliniella occidentalis. Способность к переносу INSV установлена также у трипса Frankliniella fusca, а TSWV - у трипсов Thrips tabaci, T. setosus, Frankliniella intonsa, F. fusca, F. schultzei и Scirtothrips dorsalis. Установлена четкая взаимосвязь широкого распространения тосповирусов с расселением западного цветочного трипса, которое наиболее активно происходило в 1980-1990-е годы. Тосповирусы сохраняются в организме переносчика на протяжении всей его жизни, не теряясь при линьке, и поэтому могут быть завезены не только с зараженными растениями, но и с вирофорны-ми особями трипсов. С семенами растений INSV и TSWV не передаются.

TSWV распространен как в теплицах, так и в открытом грунте. INSV длительное время считали наиболее экономически значимым вирусом оранжерейных цветочно-декоративных культур. Однако в последние годы отмечена тенденция прогрессирующей адаптации этого вируса к овощным и техническим культурам открытого грунта [7].

В 2007-2009 гг. в лаборатории вирусологии ФГУ «ВНИИКР» был прове-

ден мониторинг подкарантинного материала декоративных культур импортного происхождения (преимущественно из Нидерландов) на наличие TSWV и INSV. Тестирование проводилось методом иммуноферментного анализа (DAS-ELISA) с диагностическими наборами на основе поликлональных антител к TSWV и INSV фирмы <^деп» (Великобритания) по инструкции фирмы-производителя.

На выявление TSNW и INSV было протестировано соответственно 981 и 873 образца 44 видов цветочно-декоративных культур. Сероположительная реакция к TSWV и INSV была зарегистрирована соответственно в 13,4 и 11,5 % случаев. TSNW и не были выявлены в растениях следующих 24 видов цветочных и декоративных культур: аконит, актинидия, бальзамин, барбарис, боярышник, бузина, виноград девичий, гортензия, дейция, дерен, каланхое, кизильник, купальница, лапчатка, лилейник,

орешник, петуния, пиретрум, примула, сенполия, спирея, табак, тагетес, цинерария.

Виды растений, в образцах которых была выявлена сероположительная реакция к INSV и/или TSWV, представлены в таблице 1.

Оба вируса были выявлены в растениях анемоны, бегонии, гладиолуса, лилии, лютика, нарцисса, розы, тигри-дии, тюльпана, фрезии и хризантемы.

INSV наиболее часто выявляли в образцах тюльпана (32,2 %), анемоны (32 %), тигридии (23 %), иксии (20 %) и других мелколуковичных (28,6 %); TSWV - в образцах лилии (26,9 %), нарцисса (25 %), тюльпана (23,2 %), тигридии (23,1 %), других мелколуковичных (28,6 %) и гладиолуса (17,3 %). Наличие данного вируса было констатировано также в единичных протестированных растениях бугенвилии и вейгелы.

В целом наибольшее число образцов с сероположительной реакцией

Таблица 1

Виды цветочно-декоративных культур, в которых были выявлены образцы с сероположительной реакцией к INSV и TSWV (2007-2009 гг.)

INSV TSWV

Подкарантинный материал вceгo тєст- сероположительных образцов вceгo тєст- ceрoпoлoжитeльныx oбрaзцoв

oбрaзцoв чиcлo % oбрaзцoв чиcлo %

Анемона 25 8 З2,0 25 З І2,О

Бегония 44 2 4,5 44 З 6,8

Бугенвилия І О О І І ІОО

Вейгела І О О І І ІОО

Водосбор І І І00 І О О

Гербера І6 О О І6 І 6,З

Гладиолус 8І 4 4,9 8І І4 І7,З

Иксия І0 2 20,0 ІО О О

Ирис 6 О О 6 І І6,7

Лилия 52 І0 І9,2 52 І4 26,9

Лютик І6 І 6,З І6 І 6,З

Нарцисс І6 І 6,З І6 4 25,О

Пеларгония З9 О О З9 2 5,І

Роза ІЗ4 4 З,0 ІЗ6 ІЗ 9,6

Тигридия ІЗ З 2З,0 ІЗ З 2З,І

Тюльпан І49 48 З2,2 224 52 2З,2

Фрезия 2З З ІЗ,0 2З З ІЗ,О

Хризантема І25 5 4,0 І57 9 5,7

Цикламен І6 2 І2,5 І6 О О

Другие мелколуковичные 2І 6 28,6 2І 6 28,6

Всего тест-образцов среди зараженных видов 789 100 І2,7 898 ІЗІ І4,6

ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ

SS

отмечено для анемоны, гладиолуса, лилии, нарцисса, тигридии, тюльпана и фрезии (табл. 1).

Таким образом, установлена возможность интродукции в нашу страну с импортным посадочным материалом тосповирусов бронзовости томата (TSWV) и некротической пятнистости бальзамина (INSV), являющихся возбудителями опасных вирусных болезней овощных и цветочных культур.

В литературе имеются сообщения о выявлении TSWV на табаке и томате на территории Российской Федерации [1, 2]. Изучение INSV в РФ практически не проводилось. С целью исследования распространенности TSWV и INSV нами в 2009-2010 гг. были обследованы цветочные культуры в теплицах Плодовой опытной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

В 2009 г. INSV был обнаружен в растениях стрептокарпуса сортов Bristol’s Very Berry и Glorea с симптомами деформации листьев; в растениях кливии и гибискуса - с симптомами хлоротической пятнистости и в бессимптомных растениях бальзамина. Образцы с сероположительной реакцией к TSWV не были отмечены.

В 2010 г. после повторного обследования на наличие INSV методом DAS-ELISA было протестировано 52 образца 8 видов цветочных культур импортного происхождения. INSV был выявлен в растении аллоплекту-са с симптомами мозаики, в 14 растениях стрептокарпуса с симптомами мозаики, хлороза и деформации листьев и в 3 бессимптомных растениях бальзамина (табл. 2). Значения эк-стинкции для образцов с сероположительной реакцией варьировали от 0,207 до 4,388 оптических единиц, для образцов с сероотрицательной реакцией - от 0,027 до 0,055 о.е., в отрицательном контроле - 0,028-

0,05 о.е., положительном контроле -4,417-4,362 о.е.

Во всех образцах с сероположительной реакцией наличие INSV было подтверждено методом ПЦР (фото). По нашим сведениям, это первый случай выявления в РФ вируса некротической пятнистости бальзами-

на (INSV) и его идентификации с использованием молекулярных методов.

Полученные результаты свидетельствуют о необходимости обследований тепличных хозяйств на наличие возможного распространения INSV.

ПЦР-тест проводили со специфическими праймерами S1/S2, рекомендованными диагностическим протоколом ЕОКЗР [8]. Для выделения РНК из растительной ткани использовали набор «Проба-НК» производства ООО «Агродиагностика». Реакция обратной транскрипции была возможна с RT-буфером и обратными транскриптазами AMV и M-NLV фирмы «Promega» (США) и комплектом реагентов для проведения обратной транскрипции ООО «Агродиагностика». Амплификацию проводили с набором реагентов производства фирмы «Диалат Лтд», включающим в себя SmarTaq-полимеразу. Режим амплификации: 94 °С - 15 мин, 40 циклов (94 °С - 1 мин, 49 °С - 1 мин, 72 °С - 1 мин), 72 °С - 10 мин; хранение при 4 °С.

ПЦР ставили на амплификаторах Mastercycler Gradient и Mastercycler Personal фирмы «Eppendorf». Детекцию результатов RT-PCR осуществляли методом электрофореза в 1,5 % агарозном геле. Величину продуктов амплификации измеряли, используя

Таблица 2

Выявление тосповируса некротической пятнистости бальзамина (INSV) в растениях декоративных культур импортного происхождения (РГАУ-МСХА, 2009 г.)

Подкарантин-ный материал Тест- o6pa3^B (шт.) Ceрoпoлoжи-тельных к INSV тecт-oбрaзцoв

шт. %

Аллоплектус 1 1 1CC

Аспарагус 4 - -

Бальзамин 10 З 30

Бегония З - -

Герань 12 - -

Жасмин З - -

Стрептокарпус 14 14 1CC

Фуксия 5 - -

Всего тест-образцов 52 18 34,6

Электрофореграмма результатов RT-PCR на выявление INSV. Варианты (треки): 1—3 — растения стрептокарпуса с сероположительной реакцией к INSV; 4 — здоровое растение стрептокарпуса; 5 — вода

маркер молекулярного веса ДНК Gene Ruber 100 bp Plus фирмы Fermentas.

Испытуемые праймеры не реагировали с препаратами РНК, выделенными из здоровых растений стрептокарпуса, гибискуса, пеларгонии и тюльпана.

ЛИТЕРАТУРА

1. Власов Ю.И., Редько Т.А., Лытае-ва Г.К. Вирусные болезни овощных и бахчевых культур. - Л.: Колос, 1962, с. 57-64.

2. Цыпленков А.Е. Идентификация вирусных болезней томатов в зоне Нижнего Поволжья. /Вирусы и вирусные болезни растений. - Киев: Наукова Думка, 1974, с. 251-254.

3. De Avila A.C., de Haan P., Kormelink R., Resende R., Goldbach R.W. & Peters D. Classification of Tospoviruses based on phylogeny of nucleoprotein. // Journal of General Virology ,1993, v. 74, p. 153-159.

4. Ghotbi T., Shahraeen N., Winter S. Occurrence of tospoviruses in ornamental and weed species in Markazi and Tehran provinces in Iran. // Plant Disease, 2005, v. 89, p. 425-429.

5. Miller W.B., Scott S.W., Blake J.H., Whitwell T. (1997). Host range of impatiens necrotic spot virus (INSV) and tomato spotted wilt virus (TSWV) on herbaceous perennials. www.clemson.edu/hort/sctop/ pdf_docs/bsec/bsec-16.pdf.

6. OEPP/EPPO (1999a). Data sheets on quarantine pests. Impatiens necrotic spot tospovirus. // Bulletin OEPP/EPPO Bulletin 29, p. 473-476.

7. OEPP/EPPO (1999). EPPO Data sheets on quarantine pests. Tomato spotted wilt

34

ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ

УДК 632.92

Вирус шарки сливы на территории Российской Федерации

tospovirus. Bulletin OEPP/EPPO Bulletin 29, p. 465-472.

8. OEPP/EPPO (2004). Diagnostic protocol for regulated pests. PM 7/34 (1). Tomato spotted wilt tospovirus, Impatiens necrotic spot tospovirus and Watermellon silver mottle tospovirus. // Bulletin OEPP/EPPO Bulletin 34, p. 271-279.

9. Van Poelwijk F., Prins M., Goldbach R. Completion of the impatiens necrotic spot virus genome sequence and genetic comparison of the L proteins within the family Bunyaviridae // Journal of General Virology, 1997, v. 78, p. 543-546.

10. Werkman A.W., Verhoeven J.T.J., Roenhorst J.W. Plant species found infected by tomato spotted wilt virus and impa-tiens necrotic spot virus at the Dutch Plant Protection Service since 1989, 2006.

Аннотация. Статья посвящена тоспо-вирусам некротической пятнистости бальзамина (INSV) и бронзовости томата (TSWV), которые являются опасными патогенами декоративных и овощных культур в различных странах мира, но очень слабо изучены в Российской Федерации. Приведены литературные данные по кругу растений-хозяев этих вирусов, вызываемым ими болезням, вредоносности и различным аспектам их биологии.

В статье анализируются результаты 3-летнего серомониторинга INSV и TSWV в импортном подкарантинном материале цветочно-декоративных культур. Сообщается о первом случае выявления INSV на территории РФ и его идентификация методами ИФА и ПЦР

Ключевые слова. Тосповирус, некротическая пятнистость бальзамина, вирус бронзовости томата, цветочно-декоративные растения, полимеразная цепная реакция, иммуноферментный анализ.

Abstract. The article deal with Impatience necrotic spot tospovirus (INSV) and Tomato spotted wilt tospovirus (TSWV), dangerous pathogens of ornamental and vegetable crops in many countries, which are poorly studied in the Russian Federation. The article provides for published data on host range, disease, pathogenicity and various aspects the biology of these pathogens.

As well as analyses of the 3-year seromonitoring results INSV and TSWV in imported regulated article of ornamental crops. Moreover, it report the first detection and identification of INSV in the Russia with ELISA and PCR.

Keywords. Tospovirus, Impatiens necrotic spot tospovirus, Tomato spotted wilt virus, ornamental crops, polymerase chain reaction, ELISA.

Ю.Г. КУЛЕШОВА, Е.Т. РЫНЗА, агрономы лаборатории карантина растений и фитосанитарной экспертизы подкарантинных объектов Ростовского филиала ФГУ «ВНИИКР»

К наиболее опасным фитопатогенным болезням следует отнести вирусные заболевания. Это связано в первую очередь с их высокой вредоносностью, которая проявляется в угнетении роста растений, уменьшении количества и качества плодов, а также в существовании большого числа путей переноса. Одна из самых опасных вирусных болезней косточковых культур - шарка (оспа) сливы, вызываемая потивирусом Plum pox potyvirus (PPV). Потивирус поражает виды Prunus, включающие абрикос, персик, сливу. Он является карантинным объектом (список А2) для ЕОКЗР и Российской Федерации, имеющим ограниченное распространение на их территориях. В очагах патоген заражает до 90 % плодовых деревьев, а при благоприятных для его развития погодных условиях в период цветения можно вообще не получить урожай. Вредоносность болезни зависит также от сорта культуры и штамма вируса. Эффективных мер борьбы с вирусными заболеваниями, в том числе с потивирусом, до сих пор нет, поэтому единственное средство - раскорчевка и уничтожение деревьев и их поросли, что связано с большими экономическими затратами. Присутствие заболевания создает трудности для экспорта сертифицированного посадочного материала. Содержание больных деревьев в садах становится нерентабельным, что ведет к необходимости их уничтожения.

Вирус переносится с инфицированных деревьев либо путем при-

Районы обнаружения шарки сливы за период с 2000 по 2009 г.: 1 — Краснодарский край; 2 — Ставропольский край; 3 — Ростовская область; 4 — Волгоградская область; 5 — Воронежская область; 6 — Белгородская область; 7 — Тамбовская область; 8 — Липецкая область

вивки, либо неперистентно следующими тлями-переносчиками: Aphis craccivora, A. faba, A. spiraecola, Brachycaudus helichrysi, Hyalopterus pruni, Myzus persicae, M. varians, Phorodon humili. Число инфицированных деревьев в саду связано с количеством крылатых тлей и зависит от погодных условий.

Несмотря на предпринимаемые меры по локализации очагов и уничтожению пораженных деревьев, заболевание выходит за пределы питомников. Инфицированные саженцы расширяют ареал вируса, заражая растущие рядом растения (http://www.belsad.by/conference2/ files/3/22.doc). Если до 2000 г. очаги

ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ

35