Page 1

КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ ФАКУЛЬТЕТ ЗАХИСТУ РОСЛИН

“ЗАТВЕРДЖУЮ” Декан факультету захисту рослин ______________ Лікар Я. О “____” ________________ 2012 р.

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ КОМПЛЕКС дисципліни «ЗАГАЛЬНА ВІРУСОЛОГІЯ

для підготовки бакалаврів зі спеціальності 6.090105 «Захист рослин» у вищих навчальних закладах ІІІ-ІV рівнів акредитації

КИЇВ-2012


2

КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ ФАКУЛЬТЕТ ЗАХИСТУ РОСЛИН

“ЗАТВЕРДЖУЮ” Декан факультету захисту рослин ______________ Лікар Я. О “____” ________________ 2012 р.

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА дисципліни «ЗАГАЛЬНА ВІРУСОЛОГІЯ» Денна форма навчання для підготовки бакалаврів зі спеціальності 6.090105 «Захист рослин» у вищих навчальних закладах ІІІ-ІV рівнів акредитації

ОКР «Бакалавр» Семестр – 4 Розподіл годин по семестрах: 4 семестр – 60 год. Число тижнів – 10 Число кредитів ЕСТS – 1,7 Лекцій – 20 год. Лабораторних занять – 30 год. Самостійна робота під керівництвом викладача НПП – 10 год Самостійна робота – 0 Форма контролю – залік

КИЇВ-2012


3

Робоча навчальна програма складена доцентом кафедри агробіотехнологій Оверченком В.В., асистентом к.б.н. Поліщук О.М., доцентом Антіповим І.О. на основі типової навчальної програми «Загальна вірусологія» для сільськогосподарських вищих навчальних закладів, затвердженої Головним управлінням кадрового забезпечення і аграрної освіти Мінсільгосппроду України 31 січня 1995 року. Обговорена та схвалена на засіданні кафедри агробіотехнологій

«23» травня 2012 р., протокол № 11

В.о.завідувача кафедри к.с.-г.н., доцент

В.В. Оверченко

Програму розглянуто та схвалено методичною радою факультету захист рослин «____» ___________2012 р., протокол № ____

Голова методичної комісії

Укладачі: Оверченко Віталій Віталійович, к.с.-г.н., доцент Поліщук Олена Миколаївна, к.б.н., асистент Антіпов Ігор Олександрович, к.с.-г.н., доцент

Рубан М.Б.


4

СТРУКТУРА ПРОГРАМИ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ Загальна вірусологія Курс: 2 (підготовка бакалаврів) Форма навчання: очна (денна) Кількість кредитів, відповідних ЕСТS: 1,7 Модулів: 2 Змістових модулів: 2

Напрям, спеціальність, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

Напрям «Захист рослин » - Вибіркова 6.090105 Рік підготовки: 2 Освітньо-кваліфікаційний рівень Бакалавр

Семестр: 4 Лекційні заняття: 20 Лабораторні заняття:

Загальна кількість годин: 60

30 Самостійна робота під

Тижневих годин: 5

керівництвом: 10 Самостійна робота: 0 Вид контролю: залік

1.

МЕТА І ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛІНИ


5

1.1.

Місце і роль дисципліни в системі підготовки фахівців

Вірусологія серед сучасних розділів біології займається вивченням вірусів – інфекційних агентів, що паразитують на генетичному рівні. Фітовірусологія – наука про віруси рослин. Вірусами уражується практично весь спектр сільськогосподарських культур. Паразитуючи на генетичному рівні вони впливають на більшість фізіологічних процесів інфікованих рослин. На відміну від інших фітопатогенів вони мають низку особливостей. В інфікованому господарі вірус зберігається протягом усього її життя, а також у його вегетативному (для деяких патогенів — і генеративному) потомстві. Це призводить до накопичення вірусів у продукції рослинництва та насіннєвому матеріалі, а також у навколишньому середовищі (в агроценозах), підсилюючи і без того високий інфекційний фон. При особливих екологічних умовах вірусні інфекції набувають характер епіфітотій і, розповсюджуючись з великою швидкістю, наносять збитків сільськогосподарському виробництву та знижують якість сировини. Вивчення основних теоретичних та практичних положень фітовірусології які розкриваються при вивченні загальних властивостей вірусів рослин та методів їх діагностики, дозволяє впливати на поширення фітовірусів в природі. Знання способів передачі фітовірусів, дозволяє планувати розміщення сільськогосподарських культур в господарствах, з метою уникнення резервуарів інфекції та виникнення епіфітотій. Знання фітовірусології широко застосовують у біотехнології, з метою отримання та мікроклонального розмноження безвірусного посадкового матеріалу. В процесі проходження курсу студенти пізнають важливі теоретичні та практичні положення з фітовірусології,. Найбільш детально та інформативно представлені сучасні принципи класифікації вірусів, фізико–хімічні та молекулярно-біологічні властивості вірусів рослин, їх шкодочинність та циркуляція в біоценозах, патологічні процеси, що викликають віруси, екологія вірусів, питання вірусної діагностики, ідентифікації, попередження та боротьби з вірусними захворюваннями. 1.2.

Мета і задачі вивченні дисципліни

Основною метою вивчення курсу «Біологія І Вірусологія» є засвоєння теоретичних основ та формування практичних навичок студентів при дослідженні фітовірусів та способів обмеження їх поширення. Спеціальна частина включає в себе оволодіння методиками, що необхідні при роботі з вірусами рослин, а особливо з методами діагностики та ідентифікації вірусів за допомогою біологічного тестування, електронної мікроскопії, методами імуноаналізу, а також отримуванню безвірусного посадкового матеріалу методом мікроклонального розмноження, що необхідно для формування висококваліфікованих фахівців сільського господарства. 1.3.

Вимоги до знань та вмінь, набутих в процесі вивчення дисципліни


6

Після закінчення курсу «Загальна вірусологія» студент повинен знати: - суть вірусології як однієї з пріоритетних напрямків сучасної біологічної науки; - історію розвитку вірусології; - основні групи вірусів, що поширені в біоценозах України; - особливості взаємодії вірусів з чутливими клітинами; - особливості реплікації вірусів рослин; - патогенез вірусних інфекцій; - шляхи передачі фітовірусів; - вплив фітовірусів на фізіологію рослин; - основні методи діагностики та ідентифікації вірусів рослин; - циркуляцію вірусів в біоценозах та прогнозування епіфітотій; - способи обмеження вірусних інфекцій. Після закінчення курсу «Загальна вірусологія» студент повинен уміти: - користуватися навчальною, методичною та науковою літературою з вірусології; - застосовувати для досліджень сучасне лабораторне обладнання; - проводити діагностику вірусів із використанням рослин-індикаторів; - володіти мікроскопічними методами діагностики та ідентифікації вірусних інфекцій; - володіти серологічними методами діагностики вірусних інфекцій; - проводити виділення фітовірусів з інфікованих рослин; - отримувати безвірусний посадковий матеріал методом прямого та непрямого морфогенезу. 1.4 Перелік дисциплін, засвоєння яких необхідне для вивчення дисципліни Вивчення дисципліни «Загальна вірусологія»базується на знаннях, які студенти набувають при вивченні нормативної частини ОПП – циклів підготовки гуманітарної та соціально-економічної, природничо-наукової, професійної та практичної і вибіркової частини – дисциплін за вибором університету та студента. Курс читається після одержання фундаментальної підготовки з дисциплін: «Біологія клітини», «Мікробіологія», «Генетика», «Ботаніка», «Фізіологія рослин».

1. ОРІЄНТОВНА СТРУКТУРА ЗАЛІКОВОГО КУРСУ


7

№ п/п

Назва теми

Лекційні Практичні Самост. заняття (семінарські, робота лабораторні) студентів заняття Змістовий модуль І. Особливості будови вірусів 1 Назва теми к-сть к-сть год. к-сть год. год. 2 Фітовірусологія - як наука про 2 4 1 вивчення вірусів рослин в біогеоценозі. Загальні характеристики та відомості про віруси рослин 3 Історія та сучасні принципи 2 2 1 номенклатури та класифікації вірусів рослин 4 Функціональні особливості будови 2 2 1 та експресії геному фітовірусів Змістовий модуль І. Патогенез вірусних інфекціїй та поширення вірусів в екосистемах 5 Патогенез вірусних інфекцій 2 2 1 6 Діагностика та ідентифікація 2 4 1 вірусів 7 Типи вірусних інфекцій 2 2 1 8 Екологія вірусів 2 4 1 9 Епідеміологія фітовірусних 2 2 інфекцій 10 Основні хвороби 2 4 1 сільськогосподарських культур в Україні, спричинені вірусами. Способи обмеження вірусних інфекцій. 11 Стратегія прогнозування появи та 2 2 2 розвитку фітовірусних епідемій.

2. ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ «ЗАГАЛЬНА ВІРУСОЛОГІЯ»


8

2.1. НАЗВИ ТЕМ ЛЕКЦІЙНИХ ЗАНЯТЬ, ЇХ ЗМІСТ, ОБСЯГ У ГОДИНАХ ЗМІСТОВНИЙ МОДУЛЬ І 1. Вступ. Фітовірусологія - як наука про вивчення вірусів рослин в біогеоценозі. Загальні характеристики та відомості про віруси рослин – 2 год. Становлення вірусології як науки. Поняття про вірус. Історія відкриття вірусів. Гіпотези про винекнення вірусів. Етапи розвитку вірусології як науки. Видатні вчені-вірусологи. Економічні збитки народному господарству при інфікуванні рослин вірусами. Характеристика типів вірусів рослин. Вірусна морфологія. Розподіл вірусів за формою та розмірами. Структура вірусів. Структура та функції вірусних білків та нуклеїнових кислот. Інші складові вірусів. 2. Історія та сучасні принципи номенклатури та класифікації вірусів рослин. -2 год. Видова класифікація. Родини, групи, види. Представники родин і груп: Одноланцюгова РНК, без суперкапсидна, однофрагментна; Одноланцюгова РНК, без суперкапсиду, двофрагментна; Одноланцюгова РНК, без суперкапсида, трифрагментна; Одноланцюгова РНК, без суперкапсиду, чотирифрагментна; Дволанцюгова ДНК, без суперкапсиду; Одноланцюгова ДНК, без суперкапсиду; Дволанцюгова РНК, безсуперкапсиду; Одноланцюгова РНК, із суперкапсидом. 3. Функціональні особливості будови та експресії геному фітовірусів. – 2 год. Біологічне функціонування вірусних компонентів. Їхнє кодування. Вірусне інфікування та вірусний синтез. Репродукція РНК- та ДНК- вмістних фітовірусів. 4. Патогенез вірусних інфекцій – 2 год. Особливості взаємодії вірусів з чутливими клітинами. Транслокація та розповсюдження вірусів в клітинах. Транспорт вірусу по рослині на далекі відстані. Вірусіндуковані симптоми на рослинах: локальні, масковані, системні. Характеристика найбільш розповсюджених вірус специфічних симптомів. ЗМІСТОВНИЙ МОДУЛЬ ІІ 5. Діагностика та ідентифікація вірусів. Найсучасніші молекулярно-біологічні, біохімічні та біотехнологічні методи – 2 год. Метод рослин-індикаторів та електронна мікроскопія. Їх різновидності. Імунологічні властивості вірусів. Поняття реакції антиген-антитіло на прикладі вірусних патогенів. Серологічні методи в фітовірусології. 6. Типи вірусних інфекцій. Противірусний імунітет – 2 год. Основні характеристики моноінфекцій - гострої, хронічної, латентної, персистентної та повільної. Відомості про змішані інфекції. Явище інтерференції, маскування генома, комплементації. Псевдорекомбінанти та віруси-сателіти. Противірусний імунітет. Суть та ознаки природньої резистентності рослин до вірусів. Неспецифічні клітинні та загальнофізіологічні реакції в


9

противірусному імунітеті рослин. Залежність імунітету від умов середовища. Створення вірусостійких сортів рослин. Спільні та відмінні риси в патогенезі вірусів людини та тварин. 7. Екологія вірусів– 2 год. Екологічні аспекти взаємодії вірусів із клітинами: передача та циркуляція вірусів в біогеоценозах. Передача фітовірусів. Вегетативна передача вірусів. Механічна передача вірусів через сік. Передача вірусів насінням, пилком. Передача вірусів комахами. Неперсистентні, напівперсистентні, персистентні та пропогативні віруси. Передача кліщами, нематодами, грибами, омелою. 8. Епідеміологія фітовірусних інфекцій. – 2 год. Механізми виникнення та розповсюдження вірусних інфекцій. Поняття епідемічного процесу. Біологічні системи як резервуари вірусів в природі. Міграції та спалахи вірусних інфекцій. Їх попередження в біоценозах. Убіквітарність вірусів Санітарна вірусологія та протиепідемічні міроприємства. 9. Характеристика найпоширених в Україні вірусів рослин – коло господарів та аналіз шкодочинності. Віруси, що уражують зернові культури, технічні культури, овочеві культери. Віруси, які уражують широке коло рослин госпадарів. 10. Стратегія прогнозування появи та розвитку фітовірусних епідемій. Створення баз даних розповсюдженості фітовірусних інфекцій та комп’ютерних моделей для прогнозування їх розвитку.

2.2. НАЗВИ ТЕМ ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ, ОБСЯГ У ГОДИНАХ ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ І. Тема 1. Основні принципи по структурі та функціям вірусологічної лабораторії Ознайомитись з: 1. Технікою безпеки санітарними та епідеміологічними нормами при роботі з вірусовмісним матеріалом. 2. Методами стерилізації приміщення, посуду поживних середовищ та рослинного матеріалу при проведенні робіт з вірусовмісним матеріалом та культурою ізольованих клітин рослин. Тема 2.Рослини – індикатори як біологічний тест на вірусну інфекцію 1. Візуальна діагностика інфікованого матеріалу з біоценозів України. 2. Оволодіти методикою отримання інокулуму з різних сільськогосподарських рослин, що уражені вірусами. 3. Відпрацювати різними способами техніку механічної інокуляції рослин – індикаторів вірусами.


10

Тема 3. Ідентифікація вірусів за допомогою інфікованих рослин – індикаторів 1. Візуальна діагностика інфікованих вірусами рослин – індикаторів. 2. Визначити типи реакцій рослин – індикаторів на ураження їх вірусами (імунність, надчутливість, толерантність, системне ураження). 3. Навчитись розпізнавати та класифікувати вірусспецифічні симптоми інфікованих рослин різних сільськогосподарських культур. Тема 4. Методи електронної мікроскопії в вірусології 1. Ознайомитись з методами електронної мікроскопії (трансмісійної, скануючої, високовольтної). 2. Засвоїти техніку негативного контрастування, методи підготовки матеріалу, що містить вірус для аналізу. 3. Навчитись аналізувати препарати при електронній мікроскопії з метою вивчення морфологічних ознак вірусних часток. Тема 5. Вивчення взаємодії вірусу з клітинами за допомогою методу ультратонких зрізів 1. Препаративна підготовка матеріалу для дослідження в електронному мікроскопі ( фіксація, зневоднення, заливка зразків в епоксидні смоли). 2. Приготування та отримання ультратонких зрізів. 3. Встановлення змін в ультраструктурі клітин під впливом вірусної інфекції за допомогою електронно – мікроскопічної діагностики. Тема 6. Методи очистки вірусів 1. Ознайомитись з сучасними методами виділення та очищення фітовірусів (хроматографії, висолювання, ізоелектричної точки, діалізу, диференційного центрифугування, ультрацентри – фугування в градієнті щільності). 2. Приготовити буферні розчини для виділення вірусів, що належать до різних таксономічних груп. 3. Первинна очистка вірусів з інфікованих рослин томатів, перцю, цукрових буряків, картоплі. Тема 7. Виділення, очистка та концентрування вірусів рослин 1. Виділення центрифугування.

та

очистка

вірусів

методом

диференційного

2. Концентрація виділених вірусів методом центрифугування в градієнті щільності. Тема 8. Критерії частоти виділених вірусних препаратів


11

1. Визначити концентрацію та чистоту виділених вірусних препаратів методом спектрофотометрії. 2. Порівняти спектри поглинання різних вірусів. Тема 9. Імунізація лабораторних тварин фітовірусними препаратами з метою отримання діагностичних імунних анти сироваток 1. Вимоги до лабораторних лінійних тварин. 2. Засвоїти методи експериментального інфікування дослідних тварин вірусами. 3. Отримати специфічні антисироватки до фітовірусів. 4. Ознайомитись з технікою забору крові у лабораторних інфікованих тварин. 5. Навчитися отримувати імунну антисироватку до вірусу. Тема 10. Методи імуноаналізу в фітовірусології 1. Ознайомитись з основними серологічними методами досліджень та їх різновидами в фітовірусології. Реакції аглютинації латексу, подвійної імунодифузії, кільце преципітації, імуноферментного аналізу. 2. Провести ідентифікацію інфікованих сільськогосподарських рослин із агроценозів України на вірусоносійство серологічними методами. Тема 11. Вивчення насіннєвої вірусної інфекції 1. Навчитися визначати ураженість насіння (томатів, соняшнику, перцю) вірусами. 2. Виявити залежність ураженості насіння від сорту. 3. Попередження розповсюдження інфікованого вірусами насіння. Тема 12. Передача вірусів комахами 1. Дослідити передачу вірусів цукрового буряку комахами. 2. Дослідити передачу вірусу бронзовості томатів трипсами на рослинах соняшнику та томатів. Тема 13. Передача вірусів бур’янами 1. Визначити видовий склад бур’янів з агроценозів, що являються природними резервантами вірусів. 2. Провести ідентифікацію на вірусоносійство вірусспецифічними симптомами та без них.

бур’янів

з

Тема 14–15. Отримання безвірусного насіннєвого та посадкового матеріалу і його мікроклональне розмноження методом прямого морфогенезу 1. Провести термообробку насіння злакових, бобових, пасльонових, соняшника, бульб картоплі, живців смородини та хмелю.


12

2. Приготувати живильні середовища для культивування ізольованих культур клітин та тканин рослин. 3. Провести стерилізацію поживних середовищ та рослинного матеріалу. 4. Виділити апікальні меристеми з етильованих проростків картоплі, бруньок чорної смородини, хмелю тощо. 5. Провести культивування рослин in vitro в термальній кімнаті. 6. Контроль отриманих рослин – регенерантів на вірусоносійство.

2.3. МОДУЛЬНА СИСТЕМА ВИКЛАДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ ТА РЕЙТИНГОВЕ ОЦІНЮВАННЯ ЗНАНЬ СТУДЕНТІВ ПІСЛЯ ЇЇ ЗАСВОЄННЯ Відповідно до «Положення про кредитно-модульну систему навчання в НУБіП України навчальний матеріал дисципліни «Загальна вірусологія» поділено на 2 змістові модулі.


13

НУБіП України

Ф-7.5-2.1.8-04

Таблиця 2.3. «Структурно-логічна схема викладання дисципліни» «Загальна вірусологія» Номер Розділ змістовного дисципліни модуля

I

Тема лекції

Фітовірусологія - як наука про вивчення вірусів рослин в біогеоценозі. Загальні характеристики та відомості про віруси рослин

Тема лабораторного заняття Основні принципи організації вірусологічних лабораторій та правила роботи в них

Форма контролю знань

опитування

Рослини – індикатори як біологічний тест на вірусну інфекцію

I

Історія та сучасні принципи номенклатури та класифікації вірусів рослин

Гідродинамічні методи дослідження вірусів. Виділення, очистка та концентрування вірусів рослин.

опитування

I

Функціональні особливості будови та експресії геному фіто вірусів.

Критерії частоти виділених вірусних препаратів

опитування

І

Особливості взаємодії вірусів з чутливими клітинами. Патогенез вірусних інфекцій.

Методи електронної мікроскопії в вірусології. Вивчення взаємодії вірусу з клітинами за допомогою методу ультратонких зрізів

тест

Імунізація лабораторних тварин фітовірусними препаратами з метою отримання діагностичних імунних анти сироваток.

опитування

II

II

Діагностика та ідентифікація вірусів Найсучасніші молекулярно-біологічні, біохімічні та біотехнологічні методи Типи вірусних інфекцій. Противірусний імунітет

II

Екологія вірусів

II

Епідеміологія фітовірусних інфекцій Характеристика найпоширених в Україні вірусів рослин – коло господарів та аналіз шкодочинності Стратегія прогнозування появи та розвитку

Методи імуноаналізу в фітовірусології Вивчення насіннєвої вірусної інфекції.

опитування опитування

Передача вірусів комахами.

опитування

Передача вірусів бур’янами

опитування

Отримання безвірусного насіннєвого та посадкового

тест


14

фітовірусних епідемій

матеріалу і його мікроклональне розмноження методом прямого морфогенезу

Рейтинг студента із засвоєння дисципліни визначається за 100 бальною шкалою. Він складається з рейтингу з навчальної роботи, для оцінювання якої призначається 70 балів, і рейтингу з атестації (екзамену) – 30 балів. Кожний змістовий модуль теж оцінюється за 100 бальною шкалою. Формою контролю знань із змістового модуля 1 є виконання розрахункової роботи з розрахунку заземлюючого пристрою трансформаторної підстанції (завдання видається кожному студенту). Змістовий модуль 2 оцінюється за результатами захисту звітів з лабораторних робіт. На рейтинг з навчальної роботи за рішенням кафедри може впливати рейтинг з додаткової роботи − до 20 балів і рейтинг штрафний (з від’ємним знаком) − до 5 балів. Рейтинг студента з навчальної роботи R НР визначається за формулою 0,7· (R(1)ОМ + R(2)ОМ + R(3)ОМ) RНР = -------------------------------------- + RДР - RШТР, 3 де R(1)ОМ, R(2)ОМ, R(3)ОМ − рейтингові оцінки відповідно 1-го, 2-го та 3-го змістового модулів за 100-бальною шкалою; RДР, RШТР − відповідно рейтинг з додаткової роботи і рейтинг штрафний. Студенти, які набрали з навчальної роботи 60 і більше балів, можуть не складати екзамен, а отримати екзаменаційну оцінку “Автоматично”, відповідно до набраної кількості балів, переведених в національну оцінку та оцінку ЕСТS згідно з табл. 2.6. У такому випадку рейтинг студента з дисципліни RДИС дорівнює його рейтингу з навчальної роботи RДИС = RНР. Якщо студент бажає підвищити свій рейтинг і покращати оцінку з дисципліни, він має пройти семестрову атестацію – скласти екзамен. Останню в обов’язковому порядку проходять студенти, які з навчальної роботи набрали менше, ніж 60 балів. Для допуску до атестації студент має набрати не менше 60 балів з кожного змістового модуля, а загалом − не менше, ніж 42 бали з навчальної роботи. Рейтинг студента з атестації RАТ визначається за 100-бальною шкалою. Рейтинг студента з дисципліни RДИС обчислюється за формулою RДИС = RНР + 0,3 · RАТ.


15

Рейтинг студента з дисципліни переводиться в національну оцінку та оцінку ЕСТS згідно з табл. 2.4.

Таблиця 2.4 Співвідношення між національними та ЕСТS оцінками і рейтингом з дисципліни

Оцінка національна

Відмінно

Процент студентів, які Оцінка досягають ECTS відповідної оцінки в Європейських університетах

Визначення оцінки ECTS

Рейтинг з дисципліни, бали

10

ВІДМІННО – відмінне виконання лише з незначною кількістю помилок

90 − 100

25

ДУЖЕ ДОБРЕ – вище середнього рівня з кількома помилками

82 − 89

С

30

ДОБРЕ – в загальному правильна робота з певною кількістю грубих помилок

75 – 81

D

25

ЗАДОВІЛЬНО – непогано, але зі значною кількістю недоліків

66 − 74

Е

10

ДОСТАТНЬО – виконання задовольняє мінімальні критерії

60 – 65

FX

НЕЗАДОВІЛЬНО – потрібно працювати перед тим, як отримати залік (позитивну оцінку)

35 − 59

F

НЕЗАДОВІЛЬНО – необхідна серйозна подальша робота

01 − 34

А В

Добре

Задовільно

Незадовільно

Національна оцінка записується у залікову книжку студента, а оцінка ЕСТS − журнал рейтингової оцінки знань студента.

3. НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ З ДИСЦИПЛІНИ


16

3.1. Основна література: 1. Мельничук М.Д. Фітовірусологія. Навчальний посібник – К.: ПоліграфКонсалтінг. – 2005.- 200 с. 2. Мельничук М.Д., Кожукало В.Є., Смирнова С.О., Мартин Г.Г. – Методичні рекомендації до практичних занять з курсу загальної фітовірусологів Національного аграрного університету. – Київ, – 2000р. 3. Мэтьюз Р. Вирусы растений.- М.-1973. 3.2. Додаткова література: 1. Билай В. И., Гвоздяк Р. И., Скрипаль И. Г.,и др. Микроорганизмывозбудители болезней растений. – К., - 1988. 2. Бойко А.Л. Экология вирусов. – К., – 1990. 3. Букринская А.Г. Вирусология. – М., - 1986. 4. Гиббс А., Харрисон Б. Основы вирусологии растений. – М., – 1978. 5. Гнутова Р.В. Серология и иммунохимия вирусов растений. – М., - 1994. 6. Гнутова Р.В. Иммунологические исследования в фитовирусологии. М.,- 1985 7. Лурия С., Дарнея Дж. Общая вирусология. 1981. 8. Марков І.Л. Практикум із сільськогосподарської фітопатології. – К., Урожай, - 1998. 9. Мельничук М.Д., Новак Т.В., Левенко Б.О. Основи біотехнології рослин. – Київ, - 2000р. 10.Мельничук М.Д., Кожукало В.Є., Смирнова С.О., Мартин Г.Г. Лабораторний практикум з загальної фітовірусології. – К., 2002 11.Николаева О.В. Современные иммунологические методы в массовой диагностике вирусов растений. – М., - 1986. 12.Поліщук В.П., Будзанівська І.Г., Рижук С.М., Патика В.П., Бойко А.Л. Моніторинг вірусних інфекцій рослин в біоценозах України, - К.,. Фітоцентр. 2001. – 220 с.

НУБіП України 03

Ф-7.5-2.1.8-


17

«Протокол погодження навчальної дисципліни «Загальна вірусологія» з іншими дисциплінами» спеціальності «Захист рослин» Дисципліна та її розділи, що передують вивченню дисципліни «Загальна вірусологія»

Прізвище, ініціали, вчена ступінь та вчене звання викладача, що забезпечує попередню дисципліну

Підпис

Дисципліна та її розділи, в яких використовують ся матеріали дисципліни «Загальна вірусологія»

Генетика

Основи біотехнології

Мікробіологія

Загальна фітопатологія

Прізвище, ініціали, вчена ступінь та вчене звання викладача, що забезпечує наступну дисципліну

Ботаніка

Голова навчально-методичної комісії факультету захисту рослин

________________

Підпис


18

НУБіП України

Ф-7.5-2.1.8-05 «КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН НАВЧАЛЬНИХ ЗАНЯТЬ»

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН НАВЧАЛЬНИХ ЗАНЯТЬ для спеціальності Захист рослин_______ З дисципліни Загальна вірусологія Факультет ” Захисту рослин” 4 семестр 2-й навчальний рік

Тижні

1.

Лекції

Фітовірусологія - як наука про вивчення вірусів рослин в біогеоценозі. Загальні характеристики та відомості про віруси рослин

Кількість годин

ЗАТВЕРДЖУЮ: Декан факультету захист рослин ___________________/___Лікар Я. О. В.о.зав кафедри агробіотехнологій, к.с.-г..н. Оверченко В. В. (Звання, ступінь, прізвище та ініціали викладача) Число тижнів 10 Лекцій 20 Лабораторні 30 заняття Самостійна 10 робота під керівництвом Всього 60

Практичні заняття

Кількість годин

Самостійна робота

Кількість годин

4,0

Сучасний стан фітовірусології

1,0

Основні принципи організації вірусологічних лабораторій та правила роботи в них 2,0

Рослини – індикатори як біологічний тест на вірусну інфекцію


19

2.

Історія та сучасні принципи номенклатури та класифікації вірусів рослин

3.

Функціональні особливості будови та експресії геному фітовірусів

2,0

4

Патогенез вірусних інфекцій

2,0

5.

Діагностика та ідентифікація вірусів.

2,0

6.

7. 8.

9.

10.

Типи вірусних інфекцій

Екологія вірусів Епідеміологія фітовірусних інфекцій Основні хвороби сільськогосподарських культур в Україні, спричинені вірусами. Способи обмеження вірусних інфекцій. Стратегія прогнозування появи та розвитку

Ідентифікація вірусів за допомогою інфікованих рослин – індикаторів

2,0

Оснащення вірусологічних лабораторій

1,0

4,0

Біохімічні характеристики вірусів в порівнянні з клітинами

1,0

2,0

Збірка віріонів

1,0

4,0

Очистка вірусів методами гель-фільтрації

1,0

2,0

Тропізм фітовірусів. Залежність сиптомів від типу інфікованих тканин

1,0

2,0

Методи імуноаналізу в фітовірусології

4,0

Молекулярно-біологічні методи ідентифікації вірусів

1,0

2,0

Вивчення насіннєвої вірусної інфекції.

2,0

-

-

2,0

Передача вірусів комахами Передача вірусів бур’янами

4,0

Міграції та спалахи вірусних інфекцій. Їх попередження в біоценозах.

1,0

2,0

2,0

2,0

Гідродинамічні методи дослідження вірусів. Виділення, очистка та концентрування вірусів рослин. Критерії частоти виділених вірусних препаратів Методи електронної мікроскопії в вірусології. Вивчення взаємодії вірусу з клітинами за допомогою методу ультратонких зрізів Імунізація лабораторних тварин фітовірусними препаратами з метою отримання діагностичних імунних анти сироваток

Отримання безвірусного насіннєвого та посадкового матеріалу і його

2,0

Хіміотерапія вірусних інфекцій

2,0


20

фітовірусних епідемій.

Викладач

мікроклональне розмноження методом прямого морфогенезу

Оверченко В.В./__________________

В. о. завідувача кафедри В.В. Оверченко______ /_______________


21

СТРУКТУРНО-ЛОГІЧНА СХЕМА викладання дисципліни Загальна вірусологія Попередні дисципліни, що використовуються в даній дисципліні

Ботаніка

Мікробіологія

Загальна вірусологія Наступні дисципліни, що використовуються в даній дисципліні

Основи біотехнології

Загальна фітопатологія

Генетика


22

КРИТЕРІЇ оцінки знань на етапах проміжного та підсумкового контролю знань студентів з дисципліни загальна вірусологія Проміжний контроль знань студентів здійснюється регулярно на лекційних і практичних заняттях шляхом їх опитування з пройденого матеріалу. Форма контролю знань із змістового модуля 1 – результати семінарських виступів, тестові завдання. Змістовий модуль 2 оцінюється за результатами виконання практичних робіт та тестових завдань. Підсумковий контроль знань здійснюється на іспиті. Оцінка "Відмінно" виставляється студенту, який протягом семестру систематично працював, на іспиті показав різнобічні та глибокі знання програмного матеріалу, вміє вільно виконувати завдання, що передбачені програмою, засвоїв основну та знайомий з додатковою літературою, відчуває взаємозв'язок окремих розділів дисципліни, їх значення для майбутньої професії, виявив творчі здібності в розумінні та використанні навчальнопрограмного матеріалу, проявив здатність до самостійного оновлення і поповнення знань. Оцінка "Добре" виставляється студенту, який виявив повне знання навчально-програмного матеріалу, успішно виконує передбачені програмою завдання, засвоїв основну літературу, що рекомендована програмою, показав стійкий характер знань з дисципліни і здатний до їх самостійного поповнення та поновлення у ході подальшого навчання та професійної діяльності. Оцінка "Задовільно" виставляється студенту, який виявив знання основного навчально-програмного матеріалу в обсязі, необхідному для подальшого навчання та наступної роботи за професією, справляється з виконанням завдань, передбачених програмою, допустив окремі похибки у відповідях на іспиті та при виконанні екзаменаційних завдань, але володіє необхідними знаннями для їх подолання під керівництвом науковопедагогічного працівника. Оцінка "Незадовільно" виставляється студенту, який не виявив достатніх знань основного навчально-програмного матеріалу, допустив принципові помилки у виконанні передбачених програмою завдань, не може без допомоги науково-педагогічного працівника використати знання при подальшому навчанні, не спромігся оволодіти навичками самостійної роботи.


23

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ Факультет захист рослин Спеціальність підготовки «Захист рослин» Форма навчання – денна Семестр 4 курс 2 ОКР «Бакалавр» Кафедра агробіотехнологій Дисципліна: Загальна вірусологія Викладач: к.с.-г..н., Оверченко В. В..

Варіант 1.

Питання №1 Які з вказаних методів дозволяють розглянути вірусні включення в клітині А) світлова мікроскопія Б) електронна мікроскопія В) реакція преципітації

Питання №2 Вкажіть, який вірус був відкритий першим: А) Х-вірус картоплі Б) вірус сказу В) вірус тютюнової мозаїки Г) бактеріофаг

Питання №3 Рослини-індикатори це А) рослини, які дають чітку специфічну реакцію на вірус, що легко відрізняється від реакції цієї рослини на інший вірус Б) рослини, що ростуть лише у визначених екологічних умовах В) рослини, що ростуть лише за визначених температурних умов

Питання №4 Вкажіть яку функцію виконує капсидний білок віріону фітовірусів: А) захисна Б) забезпечує злиття з плазматичною мембраною В) транспортна

Питання №5 Що означає поняття структурні білки вірусів? А) білки які входять лише до суперкапсидної оболонки вірусу; Б) білки, що закодовані в геномі вірусу та синтезуються в інфікованій клітині; В) білки, які входять до складу віріону;

Питання №6 Вкажіть яку функцію виконує РНКзалежна РНК-полімераза. А) здійснює синтез РНК на матриці ДНК Б) здійснює синтез РНК на матриці РНК В) здійснює синтез ДНК на матриці РНК

Питання №7 Які із вказаних типів нуклеїнових кислот не мають фітовіруси А) одноланцюгова ДНК кільцева Б) двохланцюгова ДНК кільцева В) двохланцюгова ДНК лінійна з комплементарними кінцями


24

Питання №8

Питання №13

Які віруси мають спіральний тип симетрії? А) нитковидні віруси Б) паличковидні віруси В) сферичні віруси

13. Виберіть з поданих вірусів представників однієї родини А) вірус мозаїки люцерни Б) вірус мозаїки костра В) вірус огіркової мозаїки

Питання №9

Питання №14

Що означає поняття ранні білки вірусу? А) білки, що виконують виключно ферментативну функцію Б) білки, що входять до складу віріону В) білки, що синтезуються до реплікації нуклеїнової кислоти

Вкажіть, що виступає затравкою при реплікації кільцевої ДНК каулімовірусів А)короткий фрагмент РНК Б) послідовність ДНК В) білок

Питання №10

Питання №15

Ізолят це: А) однорідна популяція вірусу, що виділена з певного джерела та отримана шляхом серії пасажів через рослинуіндикатор Б) таксономічна одиниця, що показує внутрішньовидове різноманіття вірусу В) вірусна популяція, що отримана з різних джерел та має подібні властивості

Матричний комплементарний синтез нуклеїнових кислот це А) трансляція Б) реплікація В) транскрипція

Питання №11 До ДНК-вмісних вірусів рослин відносяться: А) Reoviridae Б) Nanoviridae В) Rhabdoviridae Г) Geminiviridae

Питання №16 Запис (+)РНК свідчить, що молекула РНК: А) має позитивний заряд Б) безпосередньо володіє матричною активністю В) для синтезу білка потребує утворення субгеномних РНК

Питання №17 Вкажіть, який вірус реплікується за стратегією, що зображена на схемі 3’

5’РНК(+)

(антигеномна)

Питання №12 12. Вірус жовтої карликовості картоплі входить до родини А) Rhabdoviridae Б) Sequiviridae В) Tombusviridae

3 ’

5’ 3’ А) рабдовіруси Б) реовіруси В) потівіруси

Питання №18

5 ’

РНК(-(геномна) Субгеномні РНК


25

Оберіть правильну відповідь. Антисептика це: А) комплекс заходів, спрямованих на хімічне та біологічне знешкодження хвороботворних та інших мікроорганізмів та вірусів, щоб запобігти зараженню; Б) система профілактичних заходів та прийомів, які попереджають потрапляння мікроорганізмів та вірусів з оточуючого середовища в організм людини та досліджуваний матеріал; В) система заходів направлених на знепліднення або повне знищення мікроорганізмів та вірусів у різних матеріалах.

Питання №19 Вкіжіть, що означає поняття толерантність рослин: А) рослини не уражуються даним вірусом; Б) рослини уражуються вірусом але симптоми захворювання виражені слабко; В) рослини уражуються вірусом з чітким проявом симптомів.

Питання №20 Оберіть правильну відповідь: Рух вірусу від клітини до клітини здійснюється по: А) плазмодесмах Б) перидермі В) апопласту Г) симпласту

Питання №21 За рахунок якої дії вірусу на клітину формується симптом мозаїка А) агрегації мітохондрій Б) лізису всіх клітинних органел В) агрегації та деградації хлоропластів Г) збільшення вакуолі

Оберіть правильне твердження: А) через грунт всі фітовіруси передаються без участі переносників; Б) через грунт фітовіруси передаються за участі нематод та грибів; В) через грунт фітовіруси передаються не матодами, грибами та без переносника; Г) через грунт фітовіруси передаються лише за рахунок контакту коренів хворих та здорових рослин.

Питання №23 Для профілактики вірусних захворювань використовують А) сівозміну Б) селекцію В) боротьбу з бур’янами та шкідниками Г) обробка насіння ультразвуком Д) термотерапію

Питання №24 Серологічні реакції базуються на: А) взаємодії антигену з еритроцитами; Б) взаємодії антигену та антитіл; В) взаємодії специфічної мітки антигеном в клітині

з

Питання №25 Ампліфікація це А) збільшення числа копій ДНК Б) збільшення довжини ДНК В) реплікація ДНК

Питання №26 Питання №22

Які

методи

застосовують

для


26

врахування результатів полімеразної ланцюгової реакції? А) імуноферментний аналіз; Б) електрофорез; В) реакцію нейтралізації. Г) встановлюють спектр погинання нуклеїнової кислоти.

Питання №27 Оберіть вірну відповідь: неперсистентні віруси: А) не передаються переносниками; Б) передаються переносниками протягом короткого часу; В) не репродукуються у переноснику.

Питання №28 Надчутливість це: А) здатність рослини обмежувати вірусну інфекцію у місцях її проникнення; Б) несприйнятливість рослини до патогенну; В) швидкий прояв симптомів ураження у рослини після інфікування.

Питання №29 Які способи боротьби з фітовірусними інфекціями не застосовують: А) термотерапія; Б) хіміотерапія; В) культуру верхівкових меристем; Г) вакцинацію.

Питання №30 Вкажіть варіант де вірна послідовність

внесення реагентів при постановці сандвіч-методу імуноферментного аналізу А 1.антитіла 1 2.антиген 3.хромоген

Б 1.антитіла 1 2.антиген 3.антитіла 2 4.кон’югат 5.хромоген

В 1.антитіла 1 2.антиген 3.кон’югат 4.хромоген


ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ 1. Сучасний стан фітовірусології. 2. Біохімічні характеристики вірусів в порівнянні з клітинами. 3. Поняття нових некласифікованих вірусів. 4. Залежність прояву симптомів вірусних інфекцій від віку рослин. 5. Процеси синтезу вірусних білків в клітині - господарі. 6. Збірка вірусних віріонів. 7.Типи включень у клітинах при вірусних інфекціях. 8.Характеристика найбільш розповсюджених вірус специфічних симптомів. 9. Моно- та поліклональні антитіла. 10. Створення вірусостійких сортів рослин. 11. Псевдорекомбінанти та віруси-сателіти. 12. Вірусоподібні аномалії у рослин. 13. Міграції та спалахи вірусних інфекцій. Їх попередження в біоценозах. 14. Використання вірусологічних знань в житті людини, народному та сільському господарствах. 15. Віруси, які уражують широке коло рослин господарів. 16. Особливості циркуляції вірусів в екосистемах 17. Стратегія прогнозування появи та розвитку фітовірусних епідемій. 18. Одержання безвірусних сільськогосподарських рослин. 19. Хіміотерапія вірусних інфекцій. 20. Генетична різноманітність і визначення філогенетичних зв’язків. 21.Попередження вірусних інфекцій. 22. Методи центрифугування у фітовірусології. 23. Методи боротьби з вірусними інфекціями. 24. Вірусні хвороби злакових культур та способи боротьби з ними 25. Вірусні хвороби бобових культур та способи боротьби з ними 26. Вірусні хвороби картоплі та способи боротьби з ними 27.Вірусні хвороби овочевих культур та способи боротьби з ними 28. Вірусні хвороби плодово-ягідних культур та способи боротьби з ними 29. Віруси та апоптоз 30. Активація захисних механізміви рослин під впливом вірусних інфекцій. 31. Принципи створення трансгенних рослин, стійких до вірусної інфекції.


КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ дисципліни «Загальна Вірусологія»

для підготовки фахівців напряму «Захист рослин » – 6.090105 в аграрних вищих навчальних закладах ІІІ-ІV рівнів акредитації


Фітовірусологія - як наука про вивчення вірусів рослин в біогеоценозі. Історія відкриття вірусів. Гіпотези про винекнення вірусів. Слово "вірус" на древньоримській мові служило для означення поняття "отрута". Оксфордський словник трактує "вірус" як "шкодочинна отрута”, отрута заразних захворювань, подібних до оспи". Термін "вірусологія" означає "вивчення вірусів", науковців, що вивчають віруси називали "вірусологами". Розділ вірусології, що розглядає питання про місце та роль вірусів рослин в біогеоценозі - називається "фітовірусологією". Перше чітке описання вірусного захворювання було зроблено в далекій давнині грецьким лікарем, кумиром олімпійських спортсменів того часу - Гіппократом. Історики медицини, вивчаючи його роботи показали, що ним було пророблено чітку характеристику паротиту із усіма симптомами хвороби, етапів розвитку хвороби, поясненням його етіології, особливо для маленьких дітей. Дуже багато лікарів та мікробіологів будували свої думки на аналогії між мікробними та вірусними хворобами, тому, що саме мікробіологи почали займатися вірусологією. Світ вірусів та світ мікробів діаметрально протилежні один одному, і ці організми взагалі не схожі: їх фізіологія, структура та способи розмноження відрізняються. Для того, щоб це стало аксіомою, потрібно було багато часу. Так що ж таке вірус? - Вірус - це біологічна неклітинна форма існування, яка характеризується облігатним, внутрішньоклітинним паразитизмом та антигенністю для всіх відомих тварин, рослин, бактерій, грибів, найпростіших та інших живих істот. При цьому вони мають власний, нерідко унікальний геном і спроможні до відтворення лише в живих клітинахгосподарях. Саме в останні дві декади 19-го століття були обргунтовані відомості про бактерії та їх роль, як патогенів. Це було пов’язано із запропонуванням методу іммерсійної мікроскопії та інших винаходів, що було пов’язано із ім’ям Роберта Коха та інших науковців. Вік дійсної науки про віруси - нараховує трохи більше 100 років, коли у 1892 році наш співвітчизник Дмитро Йосипович Івановський в Київському університеті, захищав дисертацію на тему "О двух болезнях табака" і вперше говорив про дивного агента захворювання, що проходить крізь бактеріальний фільтр. Трохи пізніше у 1898-99 році голандський вчений Мартін Бейеринк показав, що цей агент являє собою не бактерію, як говорив Івановський, а інфекційний рідкий зачаток - contagium vivum fluidum. В цьому ж 1998 році два вчені Леффлер та Фрош показали, що збудник ящура рогатої худоби проходить через бактеріальний фільтр. Трохи пізніше було доведено, що і інші збудники хвороб тварин і рослин викликаються агентами, подібними за своїми властивостями. Згодом з"явились повідомлення про вірусну природу збудників корі, поліоміеліту, грипу, енцефаліту та ін. Природа таких збудників залишалась ще невивченою протягом 30-ти років, і навіть на початку тридцятих років всі спроби виділення вірусів із екстрактів рослин можна було порівнювати із "пошуками чорного кота в темному підвалі, коли ти не впевнений, що кішка там". Затишок у вивченні вірусів продовжувався до 40-вих років, поки не було описано моделі по їхньому виділенню, культивуванню та ідентифікації. В 1935 році Стенлі зконцентрував ВТМ, а інші вчені – Френкель-Конрат, Гірер та Шрамм в 1956 показали, що за інфекційність у віруса тютюнової мозаїки виступає РНК.


Відомий французький вірусолог, Нобелевський лауреат Андре Львофф дослідив та описав віруси в двох варіантах. Перше із них – “Вірус – це вірус”, друге – “так чи ні, у випадку віднесення вірусів до організмів, це справа смаку”. Це був 1962 рік. Виникає питання, чому саме вірусологія, яка зародилася в надрах мікробіології, за період 25-30 років зробила такий потужний крок? Що до цього спонукало?  По-перше - по мірі скорочення ролі бактерій, найпростіших та грибів в інфекційній вірусології людини, тварин та рослин, для профілактики та лікування яких вже відомо багато біологічних та хіміотерапевтичних препаратів, відносна маса вірусів в інфекційній патології значно зросла. Проти багатьох вірусних захворювань наука ще не винайшли подібних препаратів, а хіміотерапія вірусних хвороб - явище тонке і робить ще тільки перші кроки.  По-друге, загальновідомо, що віруси - незалежна категорія нижчого ступеню існування. Завдяки відносній простоті їх широко використовують в якості біологічних моделей в молекулярній біології, генетиці, генній інженерії, біохімії, імунології та ін.  По-третє, віруси - це модельна система по вивченню багатьох біологічних закономірностей з боку величезної користі людству. Роль вірусів, як складових біогеоценозу неперевершена. Відношення цих патогенів знаходить себе у багатьох розділах науки - медицині, легкій та харчовій промисловостях тощо. Тільки у 40-ві роки нашого століття стало відомо, що майже 80% всіх інфекційних хвороб викликається вірусами, а не мікробами, як це вважали раніше. На вивченні вірусів та хвороб, що вони викликають, зконцентрувалось багато ведучих наукових установ у всіх країнах світу. В Україні це були Інститут інфекційних захворювань, Інститут мікробіології та вірусології ім. Д.К. Заболотного, Інститут епідеміології та ін. На базі КДУ ім. Тараса Шевченка у 60-ті роки створюється кафедра вірусології, на той час друга кафедра на весь Радянський Союз після МДУ ім. Ломоносова. Перелік описаних вірусних захворювань живих істот зростає кожен день. У теперішній час щодо вірусів рослин, так їх відомо вже більше 750 штук. І так в кожному розділі вірусології. На жаль це сумна статистика. Так, розглянувши саму розповсюджену вірусну інфекцію у людей – грип, протягом сторіччя, можна відмітити, що після описання цього вірусу у 1933 році Смітом в Англії, ця хвороба відома ще з 12 століття. Так, починаючи з 16 сторіччя, грип періодично вражував населення Европи, і пандемії періодично повторювались через 10-20 років. Одна із найнебезпечніших сторінок історії - це "Іспанка", коли протягом двох років у 1918-1919 рр, грип вразив майже всіх людей земної кулі. Хворів кожний другий. В Европі з кожної 1000 населення померло 5 людей, а на всій земній кулі - 20 млн. Так, ще в середині 60-х років, визнано вірусну теорію етіології раку, лейкозів та інших злоякісних новоутворень. Таким чином, з розвитком вірусології пов”язано також вирішення важливої проблеми патології – розкриття природи раку. СНІД – синдром набутого імунодифіциту людини. Чума другого століття, вірусне захворювання, причиною якого є вірус імунодифіциту людини (ВІЛ). Описаний вперше у 80-ті роки і на даний час зустрічається майже по всій земній кулі. Як наслідок, викликає повне гальмування власного імунітету організму. Щодо рослин- так практично кожна рослина має свій власний вірус, що призводить до значних змін у фізіології та втрат властивих функцій організму, і як наслідок для сільськогосподарських культур – втрати врожаїв та технологічної якості в досить великих відсотках. Взагалі, для кожного проживаючого на земній кулі організму є свій вірус. Не виключено, що і масове вимирання древніх плазунів могло бути пов"язано із розповсюдженням невідомого вірусу серед цих гігантів.


Окремі вірусні захворювання з давніх часів використовувались людьми для своєї користі та навіть для розваг. Високоцінні та незвичайні по кольоровій гаммі смугасті тюльпани, виникли, як раз завдяки враженню цих рослин специфічними вірусами тюльпанів, що переносяться попелицями. Такі тюльпани, самих фантастичних кольорів, можна побачити на деяких полотнах Рембранта. Зараз це називають помилкою кольору, а в середньовіковій Голандії існував звичай, по якому наречена вважала себе щасливою тільки тоді, коли в її весільному букеті було декілька тюльпанів нової, незвичної кольорової гами. Щодо стратегіїї сучасної фітовірусології, то завдання та їх вирішення переплітаються із майже усіма біологічними науками. Так, питання щодо найсучасніших методів та їх використання – полімеразна ланцюгова реакція, реверстранскрипція, модифікації імуноферментного аналізу, електрофорезу та інші, то вони є направляючими у вирішенні проблем молекулярної генетики, біотехнології, фізіології, мікробіології та ін. Актуальним для всього світу питанням є створення трансгенних рослин, з метою покращення технологічних якостей сировини, стійкості до вірусів, бактерій, гербицидів та пестицидів, є питанням №1 для господарств всього світу. Їхнє вирішення в межах нашої Держави – наша мета. Не слід віддавати пріоритет науковцям Заходу. Слово за нами. Література 1. Matthews R.E.F. Fundamentals of plant virology. - New York: Acad. Press., 1992. Аgrios G.N. Plant pathology. - San Diego: Acad. Press., - 1997. Гиббс А., Харрисон Б. Основы вирусологии растений. - М., - 1978. Бойко А.Л. Экология вирусов. - К., - 1990. Сюрин В.Н. и др. Ветеринарная вирусология. - М., - 1991. Букринская А.Г. Вирусология. - М., - 1986. Пересыпкин В.Ф., Кирик Н.Н., Тымченко В.И., и др. Болезни сельскохозяйственных культур: В 3 т. - К., - 1991. 8. Пересыпкин В.Ф. Атлас болезней полевых культур. - К., - 1987. 9. Власов Ю.И., Ларина Э.И. Сельскохозяйственная вирусология. - М., - 1982. 10. Билай В.И., Гвоздяк Р.И., Скрипаль И.Г., и др. Микроорганизмы возбудители болезней растений. - К., - 1988. 11. Тарр С. Основы патологии растений. - М., - 1975. 12. Гнутова Р.В. Серология и иммунохимия вирусов растений. - М., - 1994. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Загальні характеристики та відомості про віруси рослин.  Біохімічний склад, морфологія та структура вірусів. Біологічна характеристика простих та складних вірусів по білкам, нуклеїновим кислотам та ліпідам.  Загальні відомості про існуючі ферментні системи вірусів. Вірус – це нуклеопротеїн, який спроможен викликати захворювання. Він розмножується тільки у живих клітинах і такий малий у розмірах, що його неможливо побачити у світовий мікроскоп. Загальна кількість вірусів на 1998 рік складала 2000, а нові віруси описуються кожного місяця. Біля чверті описаних вірусів вражають рослини, викликаючи при цьому захворювання. Так, один вірус може заражувати один або цілу низку різних видів рослин, і при цьому кожен із видів вражається ще багатьма іншими вірусами. Цікавий той факт, що рослина може бути вражена в один і той же час декількома вірусами. Так, вірус являє собою як і мікроорганізми, агент, що викликає захворювання, він спроможен до репродукції, і являє собою структуру із хімічних молекул.


Самі прості віруси складаються із нуклеїнової кислоти та білку. При цьому білок формує захисну зовнішню оболонку – капсид. Кристалографічний аналіз, в останні роки сучасної науки дає змогу уявити вигляд ззовні вірусної частки, а саме білкову упаковку. В одному вірусі генетичним матеріалом являється тільки один тип нуклеїнової кислоти – ДНК або РНК, і більшість фітовірусів мають тільки один тип білку. Але існують і такі, що мають два і більше різних білків. Віруси на відміну від інших біологічних форм існування та життя не діляться і не утворюють спеціальних репродуктивних структур, таких як спори у бактерій. Вони репродукують себе використовуючи клітину-господаря і всі її необхідні для цього цикли і субстанції. Віруси викликають захворювання поїдаючи клітини, або інтоксикуючи їх, вони використовуючи різні клітинні субстанції для своїх потреб – реплікації, та інше, вимотують клітини порушуючи притаманні їм фізіологічні функції, впливаючи негативно в цілому на весь організм. Загальна характеристика вірусів рослин Віруси рослин відрізняються в основному від всіх відомих рослинних патогенів не тільки в розмірах та морфології, а й в їхній простоті хімічної будови, фізичної структури, шляхах інфікування, репродукції, транслокації в господарі та симптоматиці, що вони викликають при зараженні господаря. Так як вони настільки малих розмірів, то вони не можуть бути так добре ідентифікованими та спостерігаємими методично, як інші патогени. Але все таки, клітинні включення, що утворюються при певних вірусних інфікуваннях і які являють собою вірусні частки, можна спостерігати в світловий мікроскоп. Віруси – це не клітини, і вони як такі із них не складаються. Вірусна морфологія Фітовіруси бувають різної форми та розмірів. Близько половини їх видовжені – нитковидні або паличковидні, інші – сферичні (ізометричні або поліедричні), або утворюють собою бациловидні часточки. Деякі видовжені віруси являють собою структури в середньому 15 – 300 нм, але такі, які являють собою гнучкі, тонкі і більш довгі палички – на 10-13 нм ширші, а в довжині складають 480-2000 нм. Наприклад, Рабдовіруси невеличкі, бациловидної форми, циліндричні, близько в 3 –5 разів довжчі відносно ширини (52-75 на 300-380 нм). Більшість сферичних вірусів мають в поперечнику від 17 нм (сателітний вірус некрозу тютюну), до 60 нм (wound tumor virus). Вірус бронзовості томатів вкритий зовнішньою мембраною і має гнучку, сферичну форму біля 100 в діаметрі. Багато рослинних вірусів мають фрагментований геном, що складається із двух або більше нукленових фрагментів, що упаковані в один і той же білок, але по різному. Наприклад, іноді віруси складаються із двох складових – одна 195 на 25 нм, і другої – 43 на 25 нм, а вірус мозаїки люцерни складається із 4-х компонентів, що відрізняються по розміру. Цікавий також факт про те, що деякі ізометричні віруси мають два або три різних компонентів однієї форми, але вміщуючи при цьому різні по довжині нуклеїновокислотні фрагменти. Для таких мульті компонентних вірусів всі ці ділянки нуклеїнової кислоти повинні бути в рослині, для того, щоб вірус був спроможен до свого нормального відтворення репродукції.


Вірусна поверхня або капсид складається із різної кількості білкових складових, які розміщуються спірально на видовжених вірусах і упаковані по сторонах сферичних вірусів. На поперечному зрізі видовжених вірусних частинок вони виглядають як порожня трубка із білковими субстанціями, формуючи при цьому оболонку для нуклеїнової кислоти, яка також спіралізована і упакована серед білкових закінчень капсомерів, що формують капсид. Що стосується сферичних вірусів, то на зрізі також спостерігається утворення із білкових субодиниць навколо нуклеїнової кислоти, яка в свою чергу упакована невідомим манером. У випадку Рабдовірусів і деяких сферичних відмічається про структурну належність ліпопротеїдного капсиду – або суперкапсиду. Внутрі суперкапсиду вміщується нуклеокапсид, що складається із нуклеїнової кислоти і білкових субодиниць. Структура вірусів Кожен фітовірус складається як мінімум із нуклеїнової кислоти і білку. Деякі віруси складаються більш ніж із одної форми нуклеїнової кислоти та білків, деякі вміщують ліпіди та мембранні ліпіди. Нуклеїнова кислота займає від 5 до 40% вірусу, білок – 60-95%. Найменьшу кількість нуклеїнової кислоти знайдено у паличковидних, видовжених вірусах, а найбільшу кількість нуклеїнової кислоти мають сферичні віруси. Загальна маса нуклеопротеїну вірусних частинок варіюєж від 4,6 до 73 млн.Да, а маса очищенної НК складає в середньому 1-3 млн.Да. на вірусну частку для більшості вірусів, але деякі мають і 6 млн.Да, а 12-ти компонентна нуклеїнова кислота одного вірусу, що вражує тютюн (wound tumor virus) складає 16 млн.Да. Цікаво те, що всі нуклеїнові кислоти вірусів в нативному вигляді, досить невеликих розмірів, тому, що вони специфічно упаковані. Структура та функції вірусних протеїнів Вірусні білки, як і всі білки, складаються із амінокислот, яких також відомо 20, як і для інших істот. Сіквенс амінокислот вірусного білку залежить від послідовності нуклеотидів в генетичному матеріалі і установлює природу даного білку. Так, вірусний капсид фітовірусів складається із капсомерів, що повторюються. Вміст амінокислот та сіквенс капсомерів одного і того ж вірусу постійний, але відмінний для інших вірусів, навіть до іншого штаму одного і того ж вірусу. Також слід відмітити, що амінокислотний склад і сіквенс різних вірусних білків однієї вірусної частинки буде різним, не говорячи про другі вірусні частинки. Склад та сіквенс амінокислот вже відомий для багатьох вірусних білків. Наприклад, білкова субодиниця ВТМ складається із 158 амінокислот із молекулярною масою – 17,6 кДа. В білку ВТМ білкові субодиниці розміщуються у вигляді спіралі, вміщуючи 16 та 1/3 субодиниць на один оберт (або 49 субодиниць на 3 оберти). Внутрішній канал ВТМ складає 4 нм, а загальний діаметр вірусної частинки складє 18 нм. Кожна вірусна частинка вміщує біля 130 обертів спіралі із білковими субодиницями. Нуклеїнова кислота в свій час упакована ретельно між біками. Цікаво, що у рабдовірусів спіральний нуклеопротеїн вкритий мембраною. У поліедричних фітовірусів білкові субодиниці упаковані ретельно в угрупування, що складаються із 20 чи іноді більше фасеток, формуючи капсид, що вкриває нуклеїнову кислоту. Якщо розглянути в порівнянні кількість білків, що притаманні для різних організмів та форм існування, то виявляються дуже цікаві факти.


Майже всі віруси кодують білок чи білкт необхідні для реплікації вірусного геному. В деяких вірусах присутні також і ферменти. Один чи декілька вірус-кодуємих білків складають капсид, що вкриває геномну нуклеїнову кислоту. Але все ж таки віруси спроможні кодувати білки із іншими функціями, наприклад: - Рух чи транспорт – спроможність вірусного транспорту від клітини до клітини. - Передача – можливість передачі безхребетними чи грибними векторами. - Білковий процессінг – активність протеази, що розділяє поліпротеїн на функціональні продукти. Склад та структура вірусних нуклеїнових кислот Майже всі віруси рослин включають до свого геному рибонуклеїнову кислоту, але близько 80 вірусів включають ДНК. Обидві нуклеїнові кислоти довгі, спіралізовані і вміщують сотні, а частіше тисячі своїх субодиниць – нуклеотидів. Кожен нуклеотид складається із кільцевої структури, що називається основою, яка в свій час зв”язана із п’ятивуглецевим цукром – рибозою в РНК, та дезоксирибозою в ДНК, який в свою чергу зв’язаний із фосфорною кислотою. Цукровий залишок одного нуклеотиду реагує із фосфатом другого нуклеотиду, і так повторюється багато разів, формуючи ланцюг РНК або ДНК. Так, в молекулі РНК вірусів тільки одна із чотирьох основ – аденін, гуанін, цитозин та урацил можуть контактувати із кожною молекулою рибози. Перші два – А та Г – це пуріни, а інші – У та Ц – піримідини. Хімічні формули цих основ, що представлені в молекулі РНК представляють собою слідучі структури. Структура ДНК подібна до РНК, але є дві маленькі відмінності, які дуже важливі – одна молекула кисню відсутня в гідроксильному радикалі цукру, та друге – урацил переструкторований в метилурацил, краще відомий як тиамін – Т. Розміри і РНК і ДНК виражаються в Дальтонах (як до речі і білки), або в кількості основ – в кілобазах – кб – для одноланцюгових РНК або ДНК і в парних кілобазах – пкб – для дволанцюгових РНК чи ДНК. Дуже важливим фактом являється те, що рослини та неінфіковані їхні клітини вміщують тільки дволанцюгову ДНК і одноланцюгову РНК. Більшість рослинних вірусів (-540) вміщують одноланцюгову РНК, але 40 фітовірусів вміщують і дволанцюгову форму РНК, 30 штук вміщують дволанцюгову ДНК, і біля 50 вміщують одноланцюгову ДНК. Інші складові вірусів Крім води, рослинна клітина вміщує багату кількість різноманітних невеликих по масі складових субстанцій. Всі вони включені до таких клітинних процесів, як метаболізм, синтез амінокислот, основ нуклеїнових кислот, цукрів, жирних кислот та ін., що використовуються в синтезі макромолекул для будови клітинних структур. Багато клітин також, вміщують невеликі за масою субстанції, що включені в спеціалізовані клітинні процеси. Для прикладу, віруси – вміщують дуже мало таких субстанцій. Такі віруси, що мають суперкапсид – капсид із білку з ліпідами, вміщують ту ж саму пропорцію води, що і клітини – біля 3 – 4 г/г сухої маси. А віруси, що немають такого ліпопротеїну – біля 0,7 – 1,5г, так само як і розчинні клітинні білки. Деякі рослинні віруси вміщують двовалентні іони металів, часто Кальцій 2+, в специфічних ділянках своєї структури, що позитивно впливає на увторення стійкої структури вірусного капсиду. Деякі фітовіруси мають специфічні домени – цинковий палець, в білку, що включений до упаковки нуклеїнової спіралі, що специфічно зв’язаний із атомом цинку. Декілька вірусів вміщують поліаміни, які допомогають їм у стабілізації РНК в вірусній частці. На заключення, віруси мають слідуючі характеристики, в порівнянні із клітинами:


- Крім води, вірус складаєтья із одного виду нуклеїнової кислоти і білку (чи білків), які структурно побудовані із тих же самих нуклеотидів та амінокислот, що знайдені в клітинах. - Деякі віруси мають ліпопротеїновий капсид з ліпідами, що звично мають клітинне походження і складають клітинні мембрани. - Кількість води залежить від того, чи має вірус ліпопротеїн побудований за схожістю до клітини, або до розчинних клітинних білків. - Як і клітини, віруси вміщують низькомолекулярні компоненти, відмінні від води. Невеличкі кількості іонів металів та поліамінів, що можуть бути присутніми у вірусах, мають більше відношення до структурної організації вірусу ніж до його метаболічних функцій. Історія та сучасні принципи номенклатури та класифікації вірусів рослин. Поняття нових некласифікованих вірусів. Спільні та відмінні риси щодо інших класифікацій фітопатології. Всі віруси належать до царства – Vira. Це царство розподіляється на РНК та ДНК вмістні віруси. Надалі віруси розподіляються на одно та дволанцюгові по структурі нукленової кислоти, або від заряду таких – негативний геном чи позитивний. Також іде розподілення по морфології – нитковидні, видовжені чи ізометричні. Але також слід замітити, що до одних і тих же груп можуть відноситись віруси, що реплікуються через фермент полімеразу (+РНК або ДНК віруси), або через реверстранскриптазу (-РНК чи ДНК віруси). Більшість вірусів, як відомо, складаються із нуклеїнової кислоти та білкового капсиду, що її вкриває, але є розподілення також на такі, що мають суперкапсид. Деякі віруси мають свій геном в одній часточці (моногеномні), але існують і такі, що мають свій геном в багатьох частках вірусів (мультигеномні). Він розподіляється на дві, три рідше на чотири часточки. Інші характеристики в класифікації вірусів включають в себе симетрію спіралі у ізометричних вірусів, розміри вірусів, а також інші фізичні, хімічні та біологічні властивості. Спроби до 1966 року створити ефективну систему класифікації та номенклатури вірусів були не дуже результативні по двом причинам. Перша це – недостатня кількість інформації про віруси та хвороби, що вони викликають, і друге те, що більшість спроб по класифікуванню проводились невеличкими групами науковців окремо від інших і не включаючи відомості про віруси від інших вчених. В 1966 році на Міжнародному конгресі по мікробіології в Москві вчені всього світу “заложили фундамент” по створенню єдиної на весь світ узгодженої класифікації вірусів. На сьогоднішній день, ця організація відома як Міжнародний комітет по таксономії вірусів (ІСТV). Загальні збори конференції відбуваються кожні 3 роки паралельно із Конгресом по вірусології. На них обговорюються членами конгресу про всі новітні відомості по номенклатурі та таксономії вірусів. Існувало багато варіантів класифікацій вірусів взагалі, наприклад класифікації по Брауну, Метьюзу, Балтімору. На даний час однією із нових являється класифікація по Франкі (1991). Більшість фітовірусів мають назву, що походить від зовнішніх симптом захворювання, що вони викликають. Віруси рослин угруповані на відміну від інших вірусів у групи. Назва вірусологічних груп походить як правило від першого хазяїну, де їх було виявлено. Наприклад, вірус викликаючий мозаїчне захворювання тютюну – названий вірус тютюнової мозаїки (ВТМ) (tobacco mosaic virus), а вірусологічна група таких вірусів


названа – Тобамовірус, вірус, що викликає бронзовість томатів – tomato sрotted wilt virus – Тосповірус, і т.д. Як уже зазначалося найбільш направляючими дослідженнями по класифікації вірусів являються сіквенс нуклеотидів. Такі дослідження дають змогу уявити про дійсний еволюційний зв’язок серед царства Vira. Видова класифікація Конгресом було вирішено забороняти давати фітовірусам офіціальні назви, але віруси досі називають по-різному, нерідко по-місцевому, в основному на англійській мові. Такі назви часто включають імена або основну рослину, на якій його вперше було виявлено. Родини та групи Існують 10 родин до яких деякі фітовіруси належать – Reoviridae, Rhabdoviridae, Bunyaviridae та інші, що були описані вірусологами хребетних ще багато років тому. Більшість вірусів рослин мають класифікацію по групам і мають закінчення – virus. Види Фітовірусологи вважають, що концепція видів для фітовірусів являється не досить досконалою. В основному із-за механізму розмноження – на відміну від багатьох інших груп організмів. Практично кожного тижня у світі стає відомо про нові і нові віруси, серед яких вагоме місце займають фітовіруси. Такі віруси мусять бути класифіковані і віднесені до певної вірусної групи. Певний час досліджує мі віруси являються не класифікованими і досконально вивчаються. Не слід забувати, про високий рівень штамоспецифічності серед вірусів. Нерідко нові віруси можуть являти собою якись окремий ізолят вже відомого вірусу. Тем не менше на даний час (точніше на 1995 рік) описано і загально прийняті 10 родин і 39 груп до яких належать фітовіруси. Розглянемо фітовірусні родини та групи: - Одноланцюгова РНК, без суперкапсидна, однофрагментна 1) Група Потівірус – У-вірус картоплі. Розміри 680 – 900 х 12 нм. 2) Група Потексвірус – Х-вірус картоплі. Розміри 470 – 580 х 11 – 13 нм. 3) Група Клостеровірус – вірус жовтянниці цукрового буряку. Розміри 1100 – 2000 х 12 нм. 4) Група Карлавірус – вірус штрихуватої мозаїки конюшини. Розміри 610 – 700 х 12 – 13 нм, РНК 7,4 – 7,7 кб. ( Також існують групи Капілловірус та Тріховірус, що має величезну подібність, але і відмінність – в сіквенсі білку капсиду). 5) Група Тобамовірус – вірус тютюнової мозаїки. Розміри – 300 х 18, м.м. вірусу – 39 млн. Да. 6) Група Кармовірус – вірус крапчатості гвоздики. 7) Група Лютеовірус – вірус західної мозаїки цукрового буряку. Ізометричні, 25 – 30 нм. 8) Група вірусу хлорозу кукурудзи. 9) Група Некровірус – вірус некрозу тютюну. 10) Група вірусу жовтої крапчатості пастернаку. 11) Група Собемовірус – вірус мозаїки корв’ячого гороху. 12) Група Томбусвірус – вірус кустистої карликовості томатів.


13)

Група Тімовірус – вірус жовтої мозаїки турнепсу.

Одноланцюгова РНК, без суперкапсиду, двофрагментна. 14) Група Бімовірус – вірус жовтої мозаїки ячменю. Розміри першої частки 550 – 700 х 12 нм, друга 275 – 300 х 12 нм. 15) Група Фуровірус – вірус золотої штрихуватості проса. Розміри 65 – 390 х 18 – 24 нм в діаметрі. 16) Група Тобравірус – вірус погремковості тютюну. Розміри першої частки 190 х 22, другої 100 х 22 нм. 17) Група Діантовірус – вірус некротичної мозаїки конюшини. 18) Група Комовірус – вірус мозаїки корв’ячого гороху. Діаметр 30 нм. 19) Група Неповірус – вірус мозаїки арабісу. Діаметр 30 нм. 20) Група Фабавірус – вірус сильного пригнічення бобів. Розміри 30 нм. 21) Група вірусу мозаїчних енацій гороху. Одноланцюгова РНК, без суперкапсида, трифрагментна 22) Група Хордеівірус – вірус штрихуватості ячменю. Три частки складають 100 – 150 х 20 нм. 23) Група Кукумовірус – вірус огіркової мозаїки. Розміри 29 нм в діаметрі. 24) Група Бромовірус – вірус мозаки костра. Розміри 26 – 35 нм. 25) Група Іларвірус – вірус некротичної пламистості сливи. Розміри 20 – 32 нм. 26) Група вірусу мозаїки люцерни. Розміри 30 – 57 х 18 нм. Одноланцюгова РНК, без суперкапсиду, чотирифрагментна 27) Група Тенуівірус – вірус штрихуватості кукурудзи. Розміри 290 – 2100 нм. Дволанцюгова ДНК, без суперкапсиду 28) Група Баднавірус – вірус пухлин стебла кокосу. Розміри 30 – 100 х 300 нм. 29) Група Каулімовірус – вірус мозаїки кольорової капусти. Розміри 50 нм. Одноланцюгова ДНК, без суперкапсиду 30) Група Гемінівірус – вірус штрихуватості кукурудзи. Розміри 20 нм в діаметрі. Дволанцюгова РНК, без суперкапсиду 31)

Група Криптовірус – криптовірус буряку.


Розміри 50 – 75 нм. 32) Група Реовірус – вірус стерильності проса. Розміри 65 – 70 нм. Одноланцюгова РНК, із суперкапсидом 33) Група Тосповірус – вірус бронзовості томатів. Розміри 80 – 110 нм. 34) Група Рабдовірус – вірус мозаїки кукурудзи. Розміри 200 – 500 х 50 – 95 нм. Функціональні особливості будови та експресії геному фітовірусів. Репродукція РНК- та ДНК- вмістних фітовірусів. Біологічне функціонування вірусних компонентів. Їхнє кодування. Білок капсиду вірусів виконує не тільки протекторну функцію нуклеїнової кислоти, а й виступає важливим фактором у питанні передачі вірусу і симптомів, які він викликає. Білок як такий, не має власної інфекційності, але його присутність значно підсилює інфекційність нуклеїнової кислоти, яка за її виступає. Згадаймо також, що у вірусів рослин це в більшості випадків – РНК. Деякі віруси також вміщують транскриптази – ферменти, які їм необхідні для розмноження та інфекційного процесу. Слід зауважити, що вірусна РНК являється переносником всіх вірусних генетичних детермінант. Прояв всіх властивих характеристик залежить від послідовностей нуклеотидів в певній зоні РНК, які мають залежність також при синтезі з неї в майбутньому білку або ферменту. Це називається кодуванням і слід помітити, що ідентичним для всіх живих істот та вірусів. Генетичний код складається із складових одиниць – кодонів. Кожний кодон вміщує три сусідні нуклеотиди (триплет), що кодує певну амінокислоту білку, що буде синтезований. Кількість РНК, що вміщується у кожному вірусі показує в середньому довжину, число нуклеотидів вірусної нуклеїнової кислоти. По кількості кодонів можна вирахувати кількість амінокислот, що кодується вірусом. Цікавий факт про зчитування інформації у вірусів і цікавий факт про існування перекривних генів та зміни рамки зчитування. Важливо відмітити про існування вірусного ферменту – РНК полімерази (РНК синтетази або РНК реплікази), що необхідний для реплікації РНК вірусу. Специфічні вірусні білки та їх роль, що кодуються вірусною нуклеїновою кислотою ще досі невідома. На даний час вже відомо і показано про роль вірусних білків в процесах вірусного транспорту через клітинні мембрани, інші білки включені до процесу переносу вірусів різними векторами, участь при реплікації нуклеїнових кислот, а саме видовищне – це утворення вірусних включень в рослинних клітинах, функція та роль яких ще досі являється невідомою. Отже, як вже говорилося, в клітинах рослин, що інфіковані вірусом результатом являється дезорганізація та порушення нормальних метаболічних процесів в інфікованій паренхімі або спеціалізованих тканинах та клітинах. Такі зміни викликаються повальною присутністю та відтворенням вірусів, і ще також, деструктивним або токсичним ефектами в додаток, що ініціюються присутністю вірус-синтезоаних білків або їхніми продуктами, хоча таких не було ще знайдено на сьогодні.


Вірусне інфікування та вірусний синтез. Фітовіруси проникають в клітини тільки (1998) через пошкодження, що зроблені механічно або векторами, або через проникнення до пилку рослин. Щодо розгляду процесу реплікації РНК вірусу, то нуклеїнова кислота вірусу перш за все звільняється від капсидного білку, що її вкриває (роздягається). Цей процес індукує активацію вірусної РНК полімерази. Цей фермент формує комплементарну РНК (дзеркальну копію). Ця перша нова РНК не вірусна, певний час зв'язана із комплементарною копією материнської РНК. З часом, дві форми РНК розділяються, продукуючи при цьому інфекційну вірусну РНК та дзеркальний (-) ланцюг РНК, що виступає в ролі матриці для синтезу (+) вірусної РНК. У деяких вірусів реплікація проходить трохи по іншій схемі, ніж було наведено вище. У вірусів, в яких геном представлений у двох чи більше вірусних частках, цікавим являється те, що вони повинні бути присутніми в одній і тій же клітині рослини одночасно. Це необхідно не тільки для реплікації вірусу, а й для розвитку інфекційного процесу. У одноланцюгових, (-) геномних РНК вірусів із сімейства Рабдовіріде, РНК не інфекційна, бо вона негативного заряду. Така РНК повинна бути транскрибована (переписана) в (+) ланцюгову РНК, за допомогою ферменту транскриптази, що кодується та переноситься вірусом. Із такої (+) РНК, що синтезована в клітині формуються вірусні (-) РНК. У випадку дволанцюгових РНК, на прикладі ізометричних вірусів, РНК сегментується у самому ж вірусі. Вона являє собою не інфекційну форму і залежить від реплікативних процесів клітини-господаря, а також від ферменту транскрипази, який також вміщується у вірусі. Він копіює геномні РНК у інформаційні РНК. Далі після активації ферменту проходить ініціація інфекції. Для вірусної реплікації вірусів із геномом, що представлений дволанцюговою ДНК властиво проникнення в клітину, процес “роздягання” вірусу, проникнення в ядро клітини-господаря, де проходить дуже важливий і непростий процес формування так званої суперспіралізованої молекули (комплексу), пізніше формуючи мініхромосому. Далі проходить перенесення та формування двох одноланцюгових РНК. Менша за розмірами РНК транспортується в цитоплазму, де вона транслюється, утворюючи при цьому вірус-кодовані білки. Більша молекула РНК також транспортується в теж саме місце цитоплазми, але з нею проходить процес інкапсидації капсидним білками і використання її як матриці для зворотної транскрипції у повну молекулу вірусної дволанцюгової ДНК. Варіант реплікації одноланцюгової ДНК, то цей процес ще досі являється неоднозначно описаним. Існують відомості про те, що одноланцюгова ДНК реплікується формуючи при цьому кільцеву структуру, що продукує мультиметричний (-) ланцюг, що виступає в ролі матриці для синтезу мультиметричних (+) ланцюгів, які далі розпадаються, формуючи певної довжини (+) ланцюги. Особливості реплікації фітовірусів із позитивним та негативним геномами. Процеси синтезу вірусних білків в клітині - господарі. Вірусний геном вміщує всю інформацію, необхідну для реплікації in vitro. Чи буде нуклеїнова кислота інфекційна чи ні залежить від двох факторів – фізична стабільність і різновидність. В першому випадку все залежить від стану фосфодиефірних зв’язків. Чи не зруйновані вони під впливом фізичних, хімічних факторів, чи ферментами. В другому випадку все залежить від різновиддя НК вірусу.


Число генів, що знайдені у послідовностях фітовірусів коливається від одного – вірус-сателіт вірусу некрозу тютюну, до 12 для деяких реовірусів. Більшість одноланцюгових (+) РНК вірусних геномів кодують 7 білків. В додаток, слід зауважити, що кожна НК в ділянці кодування білку, має cis-кодон із сайтом розпізнавання та контролю функцій, що важливо для вірусної реплікації. Цікавий факт показали вчені дослідивши економію використання геному фітовірусів. Так, геном фітовірусів використовується набагато компактніше в порівнянні із іншими вірусами: – Кодуючі послідовності переважно компактно розміщені із невеликою кількістю некодуючих нуклеотидів між ними. – Кодуючі регіони двох генів можуть частково перекриватись. – Спільне використання термінуючих послідовностей при синтезі білків різної молекулярної маси та призначення. – Функціональний вірусний фермент може використовувати клітинний білок в комбінації із вірусним поліпептидом. – Регуляторні функції у послідовностях нуклеотидів можуть перекриватись із кодуючими послідовностями. – Некодуючі послідовності 5’ та 3’ кінців одноланцюгових РНК вірусів можуть відповідати більш ніж за одну функцію. Функціональність продуктів вірусних генів. 1). Структурні білки – капсидні білки маленьких вірусів; - матриксні або суперкапсидні білки реовірусів а також тих вірусів, що мають ліпопротеїнову мембрану (суперкапсид); 2). Ферменти – протеази; - ферменти, що використовуються у синтезі нуклеїнових кислот (полімерази, РНК-зал-РНК-пол або репліказа, РНК-зал-ДНК-пол або зворотна транскриптаза). 3). Білки руху вірусів та білки передачі – це специфічні вірусні білки, що зустрічаються в деяких вірусних групах і являються необхідним фактором для транспорту по рослині-господарю. Інші продукти вірусних генів являються допоміжними для передачі вірусів безхребетними переносниками (попелицями, кліщами, цикадками тощо). Також вірусні білки можуть бути включені до процесу передачі грибами. 4). Не ферментні білки при синтезі РНК – 5’VP білок, що знайдений у деяких вірусів і виступає у ролі праймеру. 5). Капсидний білок Іларвірусної групи – приймає участь у ініціації інфекції з боку вірусної РНК. 6). Білки, що розпізнають клітину-господаря – по зовнішній поверхні клітини. Висновок: слід відмітити про те, що тільки дві функції вірусних білків являються загальними для всіх вірусів, виключаючи віруси-сателліти. Відомі білки капсиду та ферменти, що включені до процесів синтезу геномів. Все більша кількість вірусів показує необхідність використання білків руху для транспорту по рослинному організму. Властивості рослинного організму, що використовуються вірусом. Так само як і інші віруси, віруси рослин прямо залежні від життєдіяльності рослинних клітин в багатьох моментах реплікації. 1). Віруси використовують амінокислоти та нуклеотиди, що синтезовані клітинами для побудови своїх власних білків та нуклеїнових кислот. Цікавий факт про те, що деякі спеціалізовані компоненти що кодуються самим вірусом, синтезуються також клітиноюгосподарем. 2). Енергетика – яка необхідна для синтезу білку та нуклеїнових кислот черпається із клітинних джерел, звично у вигляді нуклеозидтрифосфатів. 3). Синтез білку – віруси використовують рибосоми, транспортні РНК та асоційовані ферменти та фактори синтетичних систем клітини для синтезу вірусних білків


використовуючи вірусні інформаційні РНК молекули. Всі віруси рослин, як показано, використовують 80S цитоплазматичні рибосомні системи. Більшість фітовірусів залежить також від клітинних ферментів у випадку посттрансляційної модифікації їхніх білків, наприклад – глікосилатону. 4). Синтез нуклеїнових кислот майже всіх фітовірусів схожий за фактом того, що всі вони кодують фермент чи ферменти, що необхідні для синтезу їхніх нуклеїнових кислот. Але у випадку поліпептидів, то тут спостерігається протилежне. Наприклад, на першій стадії реплікації каулімовірусів, вірусна ДНК проникає до ядра клітини і транскрибується у форму РНК за допомогою клітинного ферменту ДНК-зал-РНК-полімерази 2. 5). Структурні компоненти клітини – звично це мембрани, що включені до вірусної реплікації. 6). Транспорт в рослині – немає сумнівів про те, що багато вірусів кодують специфічні білки, що необхідні для транспорту від клітини до клітини. Але багато в чому існує залежність у транспорті вірусу від рослинних механізмів щодо руху, наприклад використовуючи судинні комплекси рослини – флоему чи ксилему. Загальний процес вірусного синтезу Після того, як нова вірусна нуклеїнова кислота синтезована, певна її частина транслюється, тим самим примушуючи клітину господаря синтезувати білкові молекули, що кодовані цією нуклеїновою кислотою. Синтез білку в здорових клітинах залежить від присутності амінокислот та кооперації рибосом, інформаційної РНК та транспортних РНК. Кожна тРНК специфічна для одної амінокислоти, що підносить її до визначеного місця іРНК. Яка в свою чергу синтезується у ядрі і повністю подібна до коду ДНК. Вона кодує вид білку, що буде синтезований із певної її послідовності. Рибосоми в свою чергу рухаються вздовж іРНК і визначають енергетику та формування із амінокислот білку. У випадку синтезу вірусного білку, частина вірусного коду РНК для вірусного білку відіграє роль іРНК. Вірус, як вже говорилось використовує клітинні амінокислоти, рибосоми та тРНК, але і свої власні субстанції – іРНК та білки, що він формує спеціально для капсиду або для інших цілей. Коли вірусна нуклеїнова кислота та білок вже синтезовані, то НК починає організовувати навколо себе білковий капсид і як результат отримуємо вже зібраний (цілий) вірус – віріон. Дуже важливо і цікаво знати про те, що місце синтезу білку та нуклеїнової кислоти вірусу, а тим паче місце кінцевої збірки віріонів являється строго специфічним для кожного вірусу і відрізняється за класифікаційними ознаками груп фітовірусів. Так, наприклад, у більшості РНК-вмісних фітовірусів, НК при звільненні від білкового капсиду реплікується в цитоплазмі, де вона також виступає іРНК, кооперує із рибосомами і тРНК, продукуючи при цьому білкові субодиниці. Збірка віріонів також проходить в цитоплазмі. У випадку інших вірусів, наприклад з одноланцюговою ДНК, і синтез і збірка віріонів проходить як досліджено в ядрі, із якого вірусні частинки виходять до цитоплазми. Перші синтезовані вірусні частки з’являються вже через 10 годин після зараження рослини вірусом. Вірусні часточки виявляються як поодиноко так і в групах чи скопиченнях, утворюють кристалоподібні включення в клітинах, як правило в цитоплазмі чи ядрі.

Патогенез вірусних інфекцій.  Транслокація та розповсюдження вірусів в клітинах.


 Симптоми

рослин індуковані фітовірусами.

В процесі вірусного інфікування рослини, вірус рухається із однієї клітини до іншої, при цьому відбувається його розмноження. Віруси транспортуються від клітини до клітини в основному через плазмодесми – специфічні містки між контактуючими клітинами. Віруси розмножуються в паренхімі кожної клітини, що вони інфікували. Так, в паренхімних тканинах листка вірус рухається приблизно 1 мм або 8 – 10 клітин в день. Важливо відмітити про те, як віруси використовують системні комплекси рослини, яку вони інфікують. У випадку транспорту їм необхідно досягти флоеми, по якій вони дуже швидко розповсюджуються на довгі відстані по рослині. Але ж все таки, більшість вірусів потребує 2 – 5 днів щоб розповсюдитись в рослині із місця його інокуляції (листка). У випадку проникнення вірусу у флоему він досить швидко попадає у всі вегетуючі частини (апікальна меристема наприклад) та органи рослини – бульби, різоми. З флоеми, вірус розповсюджується системно по рослині і проникає по-новому в паренхімні клітини через плазмодесми. Далі, розвиток локальних пошкоджень – вірусних симптомів – являється проявою локалізації вірусу в даному місці рослини. Для певної кількості вірусних захворювань, властивий подальший розвиток інфекції та її вихід за межі локальних некротичних утворень (наприклад на листках). При системних вірусних інфекціях, деякі віруси лімітовані розповсюдженням по флоемі та декількома шарами паренхімних клітин. Так, віруси, що викликають мозаїчні хвороби у рослин вражають тканини у вигляді штрихуватості, тобто із різноманітною, але структурованою локалізацією. Відомо, що вірус-інфіковані клітини по типу мозаїки, вміщують від 100 тисяч до 10 млн вірусних часток на клітину. Відомо також, що вірусні частки можуть інфікувати до 100% рослинних клітин. Деякі із них заповнюють тільки певні частини тканин, інші із яких являються безвірусними. Щодо апікальних меристем рослин, то вони можуть також інфікуватись деякими вірусами, але в більшості випадків вони являються вільними від вірусів. Вірусіндуковані симптоми на рослинах Майже всі віруси рослин викликають певним чином скручування, карликовість та інші симптоми, що в кінці кінців проявляється на фізіології всієї рослини. Віруси значно знижують строк життя рослин, хоча рідко і призводять рослину до загибелі. Про такі впливи широко відомо і вони добре спостерігаються. Найбільше розповсюджені симптоми на вірусінфікованих рослинах на листках, але деякі віруси викликають зміни у морфології та анатомії стебла, плодів та коренів, навіть іноді незалежно від їхньої прояви на листках. Майже при всіх вірусних інфекціях рослин, що виявляються на полях (агроценозах), віруси присутні у всьому рослинному організмі, це – системна інфекція, а такого роду симптоми називаються - системними. У багатьох рослин, що були заражені штучно вірусами, вірус викликає розвиток маленьких, хлоротичних чи некротичних утворень тільки у місцях проникнення (локальна інфекція). Такі симптоми називаються - локальними. З іншого боку слід відмітити, що деколи віруси вражають різні рослини зовсім не проявляючи розвитку зовнішніх симптомів. Такі віруси називають – латентними, а рослини, що їх вражають – безсимптомними переносниками. В інших випадках, зустрічаються випадки, коли рослини, які проявляють зовнішні вірусні симптоми, часом (під впливом різних екологічних факторів – різниця температур,


вологість…) взагалі не проявляють симптомів ураження. В такому випадку такі симптоми називають – маскованими. І на кінець, часто вірусні симптоми можуть проявлятись в різній формі, після моменту проникнення вірусу в рослину. Вони можуть сильно прогресувати, приводячи до значних порушень метаболізму рослини і до її швидкої загибелі. Найбільш відомими вірусними симптомами, що являються системними є – мозаїки та кільцева плямистість. Мозаїки характеризуються світло-зеленими, жовтими чи білими смугами, що чередуються із нормальними зеленими на листках чи плодах, чи просто більш світлішими зонами в порівнянні із нормальними кольорами квіток чи плодів. В залежності від інтенсивності чи штрихуватості цих зон, мозаїчні симптоми можна розподілити на – штрихувату, кільцеву, міжжилкову, хлоротичну. Кільцева плямистість характеризується появою хлоротичних чи кільцевих утворень на листках, іноді на стеблах чи плодах. Нерідко при подібних захворюваннях, рослина з часом може втрачати ці специфічні симптоми, але не вірус, який викликає це захворювання. Велику кількість інших вірусних симптомів можна дуже широко охарактеризувати. До них можна віднести карликовість, пожовтіння, енації, пухлини, розсихання стебла. Такі симптоми можуть бути в той же самий час в комплексі із іншими симптомами нарізних органах рослини (листки, стебла, корні). Іллюстративний матеріал – відображає вірусні симптоми карликовості рису та морфологію вірусного патогену – вірусу штрихуватості рису – 290 – 2100 нм довжиною. Іллюстративний матеріал – відображає (а) утворення галлів на коренях конюшини при вірусному інфікуванні. (в) – листок рису та утворення на ньому хлоротичних симптомів. (с) – хлороз рису. (д) – очищені вірусні частки вірусу галової карликовості рису. Іллюстративний матеріал – захворювання різоманія цукрових буряків, що викликається вірусом жовтої некротичності судин буряків – зліва і контрольні – справа. Іллюстративний матеріал - вірусні симптоми на бобових листках та плодах. Внизу – вірусні симптоми, що викликаються на сливі – вірусом віспи сливи, та вірусні симптоми на абрикосових плодах та кісточках. Іллюстративний матеріал – вірус огіркової мозаїки та симптоми, що він викликає на листках огірків. Інфіковані симптомні листки перцю та томатів. Внизу – некротичні пагони картоплі при вірусному інфікуванні У-вірусом картоплі.

Передача фітовірусів.  Вегетативна та механічна передача вірусів.  Передача вірусів через насіневий матеріал, пилком, комахами, кліщами, нематодами, грибами та ін.  Попередження вірусних інфекцій. Фітовіруси переносяться від однієї рослини іншій багатьма шляхами. Серед таких, відомі шляхи передачі - вегетативно, механічно через сік рослин, насіння, омелою (повиликою), та специфічними комахами – кліщами, нематодами та грибами. Розглянемо вегетативну передачу. В будь-якому із варіантів вегетативного розмноження сільськогосподарських та інших культур, що широко використовується в народному господарстві, а саме – розмноження брунькуванням, живцюванням або зрізами, чи у варіанті використання бульб, цибульками, різомами, слід говорити про те, що у разі первинного інфікування цих


материнських рослинних форм, присутність вірусу в наступних поколіннях буде спостерігатись 100 відсотково. Відмічаючи про такий факт повального інфікування при розмноженні вегетативно, слід відмітити про те, що такий шлях розмноження (наприклад, картопля – бульбами) являється широко застосовуючим у господарствах, і важливо знати про те, що цей шлях не гарантує отримання високоякісних рослин у варіанті вірусного інфікування. Навіть у варіанті використовування точки росту чи апікальної меристеми із інфікованої вірусом рослини для подальшого розмноження може бути досить не ефективним у варіанті отримання чистих від вірусу рослин. Передача вірусів також може спостерігатись шляхом контактів коренів між різними рослинами, особливо серед дерев. Для деяких вірусів дерев цей шлях являється тільки єдиним, що описані на даний час. Механічна передача вірусів через сік. Механічна передача фітовірусів в природних умовах прямим контактом через сік від однієї рослини до іншої не досить притаманна і не досить актуальна. Таку передачу вірусів можна спостерігати при впливі сильних вітрів, коли мають місце сильні пошкодження рослин та їх органів. В цьому випадку можна говорити про передачу вірусів, шляхом прямих контактів інфікованої та здорової рослин. Також слід відмітити про передачу вірусів через садовий інвентар (лопати, граблі, культиватори), руками, у варіанті харчування тварин, коли сік потрапляє на здорові рослини, тим самим уражуючи їх. Такі віруси, як Х-вірус картоплі, вірус тютюнової мозаїки, ВОМ – переносяться через сік рослин на полях і призводять до великих втрат врожаїв. Велике значення має механічна передача при вивченні вірусів при штучному зараженні. Слід зазначити, що таксономічна спорідненість у вірусів та рослини-індикатора не дуже важлива. Мається на увазі, коли вірус одного виду рослини пасується на не специфічній рослині – вірус, що вражає трав’янисті рослини чи дерева переноситься на неспоріднені рослини – овочі, квіти чи злакові. Але ж, все таки, деякі віруси, і особливо рослини із корою, дуже важко пасуються і деколи являється не можливим їх передати через сік. Передача вірусів через насіння. Більш ніж 100 фітовірусів передаються через насіння. Як правило, тільки невелика кількість (1 – 30%) насіння спроможна переносити в собі вірус. Але іноді вірус переноситься насінням у 100% випадків. Велика залежність у варіанті зараженості насіння відіграє процес інфікування рослини на певній стадії онтогенезу. Найбільш враженим являється насіння, коли рослина була заражена в момент формування овули, але відомі випадки, коли це ж проходить на стадії формування безпосередньо насіння та формування квітки чи на стадії цвітіння. Нерідко вірус інфікуючи насіння, при їхньому проростанні проявляє свою активність, негативно вливаючи на проростання та утворення живців рослин. Передача пилком Вірус інфікує пилок рослин. При цьому, як результат, іде інфікування насіння, і далі проростаючої із неї рослини. Такий шлях передачі, відомий наприклад для вірусу некротичної плямистості сливи у варіанті інфікування черешні. Передача комахами


Цей варіант передачі вірусів, без сумнівів, являється одним із самих розповсюджених для агроценозів. До передачі вірусів спроможні представники деяких груп комах . Група Homoptera включає в себе попелиць (Aphididae), листоїдів (Cicadellidae) та представників (Delphacidae), та інших основних представників переносників вірусів. Також треба відмітити інших представників цієї групи – білокрилки (Aleurodidae), що переносять звично Гемінівіруси та деякі інші, борошнисті жуки (Coccoidae), та представники Membracidae. Певна кількість векторів належать до іншої групи – Hemiptera, Thysanoptera, Coleoptera. Цікавий факт про те, що навіть коники спроможні до переносу деяких вірусів також. Найбільш стратегічними векторами вірусів являються в першу чергу – попелиці, листоїди, білокрилки та тріпси. Слід також розрізняти їх по будові ротових апаратів. Існують комахи-переносники із жувальним та сосальним апаратами. Комахи із сосальним апаратом переносять віруси в стилетах – стилетпереносні віруси – і спроможні передавати вірус протягом короткого їстівного періоду – від декількох секунд до декількох хвилин. Віруси спроможні знаходитися у переносчику протягом декількох годин. Вони також відомі як не персистентні віруси. У випадку інших вірусів, часом комаха повинна накопити в собі певну достатню кількість вірусу для його подальшої передачі (хвилини-години-дні). Такі комахи, що накопили вірус, спроможні його передавати вірус протягом декількох хвилин чи годин. Такі віруси. Що персистують у векторі протягом 1 – 4 днів називають напівперсистентними. Існують віруси, які після того, як комаха його переносить на іншу рослину, рецилькулюється знову ж на ротовий апарат, і спроможений залишатися на довго. Такі віруси називаються циркулятивними чи персистентними. Деякі такі віруси спроможні розмножуватися прямо у переноснику, і такі віруси називаються пропогативними вірусами. Віруси, що переносяться комахами із жувальним ротовим апаратом (жуками) можуть також циркулювати на ротовому апараті. Найбільшу кількість стилетпереносних вірусів (понад 250) переносять попелиці. Іноді одна попелиця може переносити по декілька вірусів одночасно. Все таки ж, треба відмітити про велику спорідненість та специфічність системи вектор – вірус. Для попелиці необхідно передати вірус протягом 30 секунд після живлення на враженій рослині. Але відомі випадки коли вони спроможні вміщувати в собі активний вірус протягом декількох годин. Відомі також варіанти, коли попелиці накопичують вірус і спроможні ніби зберігати його в собі тому, що неспроможні його передати зразу ж після того, як він попав в організм комахи. Також відомі випадки, коли попелиці спроможні переносити віруси персистентно. Близько 50 фітовірусів (1997 рік) переносяться листоїдами та трі та плантхоперсами, включаючи складні за будовою віруси із груп Рабдовірус та Гемінівірус. Такі комахи в основному проникають своїми ротовими апаратами до судинних систем флоеми передаючи при цьому віруси. Всі ці віруси являються циркуляторними. Деякі із них являються пропогативними, деякі передаються на стадії утворення яєць переносником. Більшість трі та плант- хоперів потребують декількох днів, поки вони набувають вірулентності щодо вмісту вірусу, і при набутті таких властивостей вони спроможні бути вірулентними протягом всього подальшого життя. Нормальний відрізок часу для передачі вірусів цими векторами – 1-2 тижні з моменту попадання вірусу до організму до моменту його подальшої передачі. Передача кліщами


Як показали наукові дослідження, тільки одна родина кліщів – Eriophyidae переносить неменьше як 6 вірусів, включаючи – вірус штриховатої мозаїки пшениці і також деякі інші, що вражують злакові. Такі кліщі мають специфічний ротовий апарат – колюче-сосучий. Кліщова передача фітовірусів дуже специфічна і іноді вони являються єдиним переносником того чи іншого вірусу. Передача нематодами На даний час відомо по меньшій мірі 20 фітовірусів, що передаються одним чи більше видом трьох генерацій грунтоживучих, ектопаразитичних нематод. Нематоди різних генерацій – Longidorus, Paralongidorus, Xiphinema переносять декілька поліедричних фітовірусів, відомих як група Неповірус. До них відносять вірус скручування листя винограду, вірус кільцевої плямистості тютюну та деякі інші віруси. Генера нематод - Thrihodorus, Paratrihodorus переносять по меньшій мірі два ізометричних тобравіруса – тютюну та гороху. Нематоди переносять віруси від інфікованої рослини до здорової шляхом поїдання коренів. Личинки нематод також спроможні до переносу вірусів. Але вони спроможні його переносити в результаті поїдання хворих коренів рослин, а не через попереднього інфікування яєць нематод. Передача грибами Відомо, що організми грибної природи - Olpidium, Polymyxa, Spongospora переносять близько 15 фітовірусів. Деякі із вірусів переносяться інтернально (внутрі), а деякі – ектернально (ззовні) через спори чи зооспори грибів. При перенесенні вірусу грибами на здорові рослини спостерігається розвиток симптомів, характерних для вірусу, якого вони переносять. Передача омелою Деякі фітовіруси передаються від однієї рослини на іншу шляхом утворення містків паразитичною рослиною Cuscuta sp. Багато вірусів було переносять таким шляхом експериментально, при цьому часто навіть для таксономічно віддалених рослин. Вірус по клітинам флоеми інфікованої рослини передається на здорову рослину.

Диагностика та ідентифікація вірусів.  Метод рослин-індикаторів та електронна мікроскопія. Їх різновидності.  Імунологічні властивості вірусів. Поняття реакції антиген-антитіло на

прикладі вірусних патогенів.  Серологічні методи в фітовірусології. Пріоритет та недоліки. Модельна система отримання антитіл до фітовірусів. Моно- та поліклональні антитіла. Метод рослин – індикаторів передбачає використання чутливих рослин до механічної інокуляції в них вірусу. Як правило, легше механічно заразити вірусом трав’янисту рослину, ніж деревну культуру, дводольну ніж однодольну, молоді проростки, ніж старі. Робота із вірусом, як із модельною системою, передбачає постійне підтримання його в активному стані. Для цього досліднику необхідно підбирати такі рослини, які після штучного зараження досить довго зберігають в собі вірус, проявляють на собі зовнішні симптоми вірусного ураження, накопичують його у великих кількостях та концентраціях та рослини, які придатні до оцінки інфекційності вірусу, яку проводять


шляхом підрахунку первинних пошкоджень (локальних пошкоджень в інокульованих листках). Для цієї мети підбирають різні види рослин. Наприклад, вірус мозаїки люцерни можливо зберігати довгий час на люцерні, але надзвичайне його розмноження можна отримати на рослинах тютюну, а для діагностичної оцінки інфекційності краще використовувати листки квасолі звичайної, а характерні симптоми, що відрізняють його від інших вірусів, з’являються на тютюну, квасолі та лободі Chenopodium amaranticolor. Тим самим, використовуючи метод рослин-індикаторів та фіксуючі зовнішні специфічні симптоми ураження, можна діагностувати різний рослинний матеріал на ураження вірусами. Наступним ефективним діагностичним методом в вірусології являється метод електронної мікроскопії. Електронний мікроскоп являється найбільш використовуємим приладом для вірусологів, і нажаль самим коштовним. Те, що віруси можливо побачити тільки за допомогою пучка електронів було визначено ще у 1873 році Ернстом Аббе, який відмітив про те, що розрішаюча спроможність світлового мікроскопу залежить від апертури лінз його об’єктиву та довжини хвилі світла. По скільки навіть при максимальній апертурі розрішаюча спроможність не перевищувала навіть половини довжини хвилі світлової хвилі, то за допомогою світлового мікроскопу можливо було побачити тільки віруси із родини Poxviridae, наприклад вірус осповакцини (його розміри 300х200 нм). Використовуючи видимий пучок електронів замість видимих променів, теоретично можливо отримати більше розрішення. І це дійсно так. Електронні мікроскопи досягають значень 0,2 – 0,4 нм розрішаючою спроможності, чого являється достатньо для вивчення структури та будови багатьох біологічних макромолекул. Отриманий тим чи іншим шляхом пучок електронів в електронному мікроскопі прискорюється за допомогою високої напруги і тоді фіксується системою електростатичних чи електромагнітних луп. В системі мікроскопу підтримується високий вакуум, і тому такі летючі речовини як вода випаровуються. Саме тому необхідно спеціально виготовляти електронно-мікроскопічні препарати із певною концентрацією в них об’єктів (наприклад для вірусів 1 млрд часток на 1 мл). Зразок спостерігається під електронним мікроскопом тому, що він розсіює або приломлює чи змінює фазу прохідного через нього електронного променю, який тоді реєструється за допомогою флуоресцентного екрану, фотоемульсії або детектору електронів. Відомо багато різновидновидностей електронної мікроскопії, як одного із ефективних методів діагностики рослинного матеріалу на вірусоносійство. Але наряду із прислівом: “ Краще один раз побачити, ніж почути”, не слід забувати про те, що іноді можливо і не побачити вірус в пробі, коли він там буде знаходитись. Справа в концентрації препарату. Іноді метод електронної мікроскопії не може являтись направляючим у варіанті експрес-діагностики. Але все ж таки, коли вірус спостерігається в полі зору, питання про його присутність в матеріалі автоматично знімається. В іншому випадку, коли дослідник має справу із невеликими концентраціями патогенів в досліджуємому матеріалі, своє вагоме слово мають імунологічні методи досліджень. Імунологія – це наука про імунітет. Вона вивчає механізми та шляхи управління імунітетом, а також розробляє імунологічні методи діагностики, лікування та профілактики захворювань. Основоположниками імунології прийнято рахувати англійського лікаря Дженнера (1749 – 1823) та Луі Пастера , який в 1881 році зробив повідомлення про те, що у випадку зараження курей ослабленим збудником холери курей, вони стають стійкими у варіанті зараження високовірулентними культурами. Звідси і пішло вчення вакцинації (вакка – корова), названої Пастером на честь Дженнера, який працював із коров’ячою віспою багато років тому. Трохи пізніше, імунологія набуває широкого розвитку. Із таким пов’язано відкриття І.І. Мечниковим в 1883 році теорії


фагоцитозу та вчення про клітинний імунітет та теорії гуморального імунітету, сформульованої Ерліхом. В 1908 році їм була присуджена Нобелівська премія, як фундаторам сучасної імунології. Імунологія складається із двох великих взаємопов’язаних розділів. Перший – вчення про імунну систему організму, тобто про таку реагуючу систему, що дозволяє розпізнати генетично чужорідних речовин. Як раз вона забезпечує імунітет – захист від вірусів, бактерій, паразитів, елімінацію (виведення) відмираючих та мутаціонно змінившися власних клітин тіла. Другий розділ імунології – вчення про антигени, тобто о структурі та властивостях біологічних субстанцій, які являються чужерідними для організму, і призводять до виробки на них клітин – антитіл, що їх нейтралізують. Головне питання, що виникає у випадку вірусного процесу, це як проходить інфікування та послідуюча інактивація вірусу в організмі, вірус як антиген, і як виробляються проти нього антитіла? Імунітет при вірусних інфекціях, як відомо, забезпечується антитілами та сенсибілізованими Т-лімфоцитами. До речі, у випадку вірусів, що циркулюють в крові, то останні можуть бути знешкоджені та виведені із організму механізмами гуморального імунітету. Антитіла інактивують вірус блокуючи перші етапи взаємодії із клітиною – адсорбція та проникнення. Вони ж інактивують також токсичні властивості вірусу. Стабільність комплексу вірус – антитіло залежить від різновидностей чутливості вірусу до антитіла – їхньої авидності, температури та часу контакту тощо. Нерідко сполучення вірусу із антитілом має зворотній характер, тобто вірус спроможен зберігати свої біологічні властивості після роз’єднання із антитілом. Важливо знати, що антитіла не спроможні спричинити вплив на вірус, що знаходиться в нутрі зараженої клітини. В цьому випадку в організмі синтезуються цитотоксичні Т-лімфоцити, які спроможні лізувати тільки вражені вірусом клітини. Звідси, із-за внутрішньоклітинного розмноження вірусів, вагома частка належить клітинному імунітету. Крім сенсибілізованих Т-лімфоцитів при проникненні вірусів в клітини включаються К-кіллери та природні кіллери, особливо при вірусних інфекціях типу грипп та парагрипп, що мають короткий інкубаційний період. Слід також зауважити, що деякі віруси не дивлячись на імунну відповідь постійно персистують в організмі хазяїну (наприклад вірус герпесу). Вони інтегруються в геном клітини без прояву клінічних симптомів. Надзвичайно цікавий факт про те, що віруси рослин попадаючи в організм тваринного походження також викликають процес синтезу антитіл. Направляюча теорія по активації цього процесу досить не погано описана. Вірусний антиген являється чужорідним по відношенню до головного комплексу гістосумісності, навіть коли він уражає в умовах in vivo рослину. Зразу ж після його попадання в організм проходить вироблення імуноглобулінів, яких відомо п’ять видів – M,G,A,D та Е, і які відрізняються по віку життя в організмі. Перші із них самі короткоживучі – від декількох годин до декількох днів, інші спроможні жити роками в організмі, виступаючи в ролі постійного і стабільного імунітету. Вся теорія виробки антитіл полягає в синтезі специфічних клітин, що своїми реакційними центрами (епітопами) блокують антигенні детермінанти по принципу зв’язування фермент – субстрат, ключ до замку. Тобто синтез антитіл відбувається згідно зовнішньої будови вірусів, його морфологічних ознак. Навіть невеликі зміни в будові вірусних капсидів потребують синтезу специфічних антитіл, які будуть визначатись вірусспецифічністю і будуть встановлювати штамоспецифічність навіть у одного і того ж роду вірусу, що визнано називати ізолятами даного вірусу.


Введення вірусу в організм викликає синтез імуноглобулінів типу М, повторне введення посилює імунну відповідь організму і спричиняє виробку імуноглобулінів інших типів, які більш стійкіші . Постає питання, що ж таке реакції імунітету? РІ – це реакції між антигеном та антитілом або між антигеном та сенсибілізованими лімфоцитами, які проходять в живому організмі та спроможні до проведення в умовах in vitro. Реакції між АГ та АТ називають серологічними (від грецької – серум – сироватка) або гуморальними (від латинської – гумор – рідина). Реакції АГ із сенсибілізованими лімфоцитами називають клітинними. В вірусології та фітовірусології зокрема розрізняють багато видів та модифікацій серологічних реакцій, які направлені на діагностику, ідентифікацію та виявлення навіть у супермалих концентраціях вірусів в патологічному матеріалі. Для фітовірусології відомо досить велику низку серологічних методів. Так, в 1977 році два вчених Кларк та Адамс запропонували світу використання імуноферментного аналізу (ІФА) для детекції фітовірусів. Цей метод дуже чутливий і спроможен зафіксувати вірусний антиген навіть якщо його концентрація складає 0,3 г/кг патологічного матеріалу (наприклад листків, що уражені вірусом). Розглянемо основні і широко використовуємі серологічні методи в вірусології. Слід також зауважити про існування моноклональних антитіл – АТ, які можливо отримати з'єднанням клітини міеломи із В-лімфоцитами із селезінки миші, імунізованої специфічним антигеном. В результаті отримують гібридні клітини (гібридоми), які певний час продукують високоспецифічні антитіла одного типу (МКА). Їх можливо використовувати із лікувально-профілактичною метою при деяких інфекційних захворюваннях. На прикінці лекції, необхідно зауважити про пріоритети та недоліки використання серологічних реакцій. До пріоритетів слід віднести високу чутливість та специфічність методів при детекції вірусних антигенів, швидкість визначення присутності антигену в пробі та його ідентифікації. До недоліків можна віднести високу коштовність у варіанті отримання МКА, та реактивів для проведення серологічних методів. Також існує ціла низка артефактів при проведенні ІФА, коли є варіант зв’язування АТ2 із присутньою в рослині в нормі пероксидази. Слід робити висновок про присутність того чи іншого вірусу в пробі спираючись на різні варіанти серологічних реакцій, а також на результати по зараженню рослин-індикаторів, електронної мікроскопії тощо. Противірусний імунітет.  Суть та ознаки природньої резистентності рослин до вірусів.  Неспецифічні клітинні та загальнофізіологічні реакції в противірусному імунітеті рослин. Спільні та відмінні риси в патогенезі вірусів людини та тварин. Імунітет рослин – резистентність рослин до захворювань. Неповна проява імунітету називається стійкістю. Імунітет може бути специфічним, коли рослини стійкі до конкретного збудника інфекції, та груповим – коли рослина стійка до ряду захворювань. Цікаво, що імунітет, притаманний певному виду чи сорту, передається потомству і спроможен змінюватись в ту чи іншу сторону під впливом зовнішніх факторів. Так сталося, що в рослин у процесі еволюції склався ряд біологічних пристосувань, що дають їм змогу протистояти захворюванням, наприклад вірусним. До таких відносять структурно-анатомічні, фізіологічні, біохімічні та інші. Нашим вченим Б.П. Токіним було встановлено, що вищі рослини утворюють специфічні речовини, спроможні вбивати найпростіших, бактерій, грибів та вірусів. Такі


речовини, названі ним фітонцидами, також являються одним із факторів, визначаючих імунітет рослин. Це спостерігається коли рослина специфічно відповідає наробкою в організмі специфічних речовин при певних інфекціях. Стійкість рослин проти захворювань часто зв’язана із віком вражуємих тканин: деякі хвороби, і особливо вірусні уражують тільки молоді тканини, інші тільки старіючі тканини. У першому випадку слід зауважити, що більш стійкими сортами являються скороспілі сорти, в другому – пізньостиглі. На даний момент часу такі питання, як взаємодія вірусу і клітини, відповідь рослинного організму на введення патогену вірусної природи являються дуже розгорнутими і до кінця не вирішеними. Перш за все бракує відомостей молекулярнобіологічних досліджень в порівнянні із вивченням противірусного імунітету у людини та тварин. Але все таки, на даний час вже багато відомо з таких питань, як саме проходить процес захисту самої рослини від введення чи при попаданні в неї вірусу, як відбувається активація рослинного імунітету? Відомо про існування двох варіантів рослин, що інфікуються патогенами – чутливі та толерантні (стійкі чи резистентні). Так, якщо провести механічну інокуляцію рослин вірусом, то можливо простежити типи реакцій рослини на введення патогену: 1). Імунна реакція (невластива господарю) – вірус не реплікується в протопластах; цього не відбувається навіть в клітинах, які піддавались інокуляції. Вірус може навіть пройти стадію роздягання, але реплікації вірусного геному спостерігатись не буде. 2). Інфекційна реакція (властива господарю) – вірус спроможен до інфікування та реплікації в протопластах. Іноді спостерігається явище гіперчутливості, коли проходить формування системних некрозів; часом спостерігається реакція рослини із утворенням чітких вірусних симптомів; нерідко проходить розвиток латентої інфекції, коли чіткого ефекту на рослину не помітно. Цікава ситуація спостерігається у випадку розвитку вірусної інфекції у рослин. Не являється необхідним вражувати рослину системно і всі органи одночасно. Розглянемо шість випадків коли фітовірусні хвороби можуть бути відсутніми: (1) – інфекція із невеликою концентрацією вірусу (2) – толерантний хазяїн (3) – відновлення росту листків із інфікованих частин рослини (4) – листки, які не хворіють в залежності від віку на місця знаходження на рослині (5) – темно-зелені місця в мозаїчних ділянках листків (6) – інфікування листків кріптовірусами. В залежності від інокуляції вірусом, рослина відповідає чи імунно чи інфекційно. Якщо рослина імунна, то вона не являється хазяїном для вірусу, і вірус не реплікується в клітинах чи в цілому організмі, навіть в ізольованих протопластах. Імунність притаманна всім представникам видів рослин, але іноді це притаманно тільки для окремих представників сорту рослин. Розглянемо молекулярний механізм такої імунності на прикладі коров’ячого гороху сорту Арлінгтон до вірусу мозаїки коров’ячого гороху (ВМКГ). Горох буде імунним до ВМКГ через присутність одинарного домінуючого гену Менделіану. Цей ген кодує специфічний інгібітор, який блокує активність вірусної протеїнкінази, що необхідна для специфічного процессингу поліпротеїну ВМКГ на ранніх стадіях вірусної реплікації. Відомий процес, коли вірус спроможен до реплікації в ізольованих протопластах різних видів та сортів рослин. Рослина також може бути резистентною чи чутливою до інфекції. Ми можемо розглянути два види резистентності. До такого процесу включають надгіперчутливість, коли вірусна репродукція обмежується на первинно заражених клітинах, тому, що вірускодуємий білок, що необхідний для транспорту від клітини до


клітини являється не функціональним в даному господарі. Трохи пізніше, такі ж самі випадки були описані для багатьох інших прикладів такого типу імунної стійкості. В іншому випадку стійкості, інфекційний процес лімітований відповіддю зон клітин, що знаходились навколо первинно інфікованих клітин, що надалі утворюють розвиток локальних точкових некрозів. Не інфіковані тканини навколо таких некрозів починають проявляти стійкість до інфекції. Така резистентність називається набутою чи фенотипічною. Така імунність включає в себе індукцію поменьшій мірі 14 білків відомих як патогенезо-споріднені (ПС) білки. Синтез таких білків простежується з моменту самого розвитку вірусної інфекції і являється частиною генералізованого неспецифічного захисту проти бактерій, грибів, комах, хімічних чи механічних пошкоджень, також і вірусів. У багатьох рослин-господарів, некротичний гіперчутлива відповідь (на протилежність до не некротичної відповіді, що призводить до системної інфекції та хвороби) керується окремим домінуючим геном Менделіану. Також відомо про деякі інші види сортової стійкості до вірусної інфекції. Більшість із них визначаються одним чи декількома домінантними генами. Інші керуються тільки частинами домінантних генів, також і рецесивними генами. Відомо, що вірус невикликаючий системної хвороби в даній рослині являється непатогенним для неї і навпаки. Ген резистентності в такій рослині чи виді в цілому спричинює стійкість до цього вірусу. Такий вірус називається авірулентним. Але ж відомі випадки, коли вірус спроможен до мутацій чи перебудов резистентності, і як наслідок до переходу в вірулентну форму. Від так, обидва геноми рослинний та вірусний знаходяться в постійному контакті і борються за результат після інокуляції. Перехід вірусу від авірулентної форми в вірулентну часом залежить від різниці в одну амінокислоту в вірускодуємому білку. В видах та сортах рослин, що являються чутливими до вірусів, останні реплікуються і транспортуються системно. У варіанті чутливої реакції господаря на вірус, як результат, проявляється розвиток захворювання, а якщо рослина толерантна, значного впливу на неї не спостерігається. Про розвиток інфекційного процесу слід говорити, як на роботу обох, і рослинних і вірусних генів. Наприклад, заміна вільної основи в гені капсидного білку ВТМ буде достатньою для зміни природи захворювання взагалі. Дійсні механізми процесів, що включені до індукції хвороб, ще недосконало вивчені. Багато біохімічних змін, що спостерігаються при інфікуванні вірусом, можуть бути незв’язані на пряму із вірусною реплікацією. Затримка росту рослин можливо залежить від змін в балансі гормонів росту, формування мозаїк в вірус-інфікованих листках включають процеси, які з’являються на ранніх стадіях онтогенезу листків. Багато факторів навколишнього середовища впливають також на інфікування та розвиток хвороб. До таких відносять світло, температуру, воду, годівлю а також їхній баланс протягом вегетаційного сезону. Комплексні взаємовідносини можуть виникати коли рослини інфіковані двома неспорідненими вірусами чи вірусом та патогеном, клітинної будови. Таким чином, імунітет рослин складається із багатьох захисних властивостей, що виникають у рослин в результаті їх взаємовідносин із збудниками хвороб, що склалися в процесі еволюції. Сукупність всіх цих захисних властивостей може сильно варіювати на різних фазах розвитку рослин та в різних умовах. Окрім особливостей самої рослини, імунітет визначається також певними особливостями паразиту, наприклад вірусу. Кожен вид вірусу має ту чи іншу кількість ізолятів чи штамів. Так, сорт може бути імунним до одних і чутливим для інших штамів. Склад штамів в кожному районі змінюється в залежності зовнішніх умов, в тому числі і від сортового складу вражуємої рослини. Нові штами вірусу виникають чи шляхом поступового його пристосування до стійкого сорту чи шляхом гібридизації. Імунітет рослини також залежить від умов середовища, в якій вона росте. Стійкість сорту проявляється тим повніше, чим більше умови зовнішнього середовища


відповідають біологічним особливостям сорту. Якщо умови зовнішнього середовища не відповідають для даного сорту, то стійкість його може бути повністю чи частково втрачена. Слід зазначити, що крім імунітету притаманному даному чи іншому виду чи сорту рослин існує також штучна імунізація. Ще досить давно, в 50 – ті роки було показано, що стійкість рослин до патогенів може бути підвищеною застосуванням хімічних речовин, а саме внесенням їх в грунт чи некорневим шляхом. Стійкість рослин до вірусів та інших патогенів підвищують деякі добрива (особливо калійні), ряд мікроелементів та спеціальні препарати. Використання хімічних речовин для підвищення стійкості рослин проти захворювань називається хімічною імунізацією. Створення стійких сортів рослин може проходити різними шляхами: 1) гібридизація та схрещування віддалених географічних форм, а також із різноманітною віковою стійкістю. 2) відбір стійких рослин серед чутливих сортів та подальше мікроклональне розмноження та створення соматичних гібридів. 3) пошук стійких форм серед місцевих сортів. 4) трансгенні рослини отримані введенням генів, що являються копіями генетичного матеріалу патогенів різної природи. Велику роль відводять захисній функції клітини, як бар’єру для проникнення вірусу в клітину. Певним чином його проникнення може бути блоковано, коли клітина може змінювати свій водний та кислотний баланси, рН середовища, можливо систему калійнатрієвих насосів тощо. Велика роль відводиться вивченню захисних бар’єрів рослини-хазяїна і на сьогодні. В літературі описано, що являється першим бар’єром для вірусу в клітині. Таким є проходження вірусу від першої враженої клітини далі, наступний - це проходження через паренхіму до судинної системи рослини, а останній - це проходження через паренхіму до інших частин рослини - хазяїна. Слід відмітити, що можливі також неспецифічні шляхи проникнення та розповсюдження вірусів в клітинах рослин. Дуже багато факторів, такі, як генотип рослини, генотип вірусу, захисні механізми є визначальними в розповсюдженні та зараженні рослини вірусом. Так, наприклад, поширення вірусної інфекції в тканинах листка рослини часто визначається особливостями його жилкування, анатомічними та хімічними бар,єрами, що виникають у рослин у відповідь на зараження. З позиції фітопатологічних досліджень описано явище розвитку дрібних некрозів як захисної реакції рослинного організму, які є результатом надчутливості клітин рослини-господаря до патогена, проникнення якого в організм викликає загибель останніх. Механізм надчутливості проявляється в швидкому відмиранні клітин господаря в місцях проникнення патогена в результаті чого, збудник захворювання опиняється в оточенні відмерлих клітин і припиняє ріст. Надчутливість, як захисна реакція рослинного організму на проникнення патогена була досліджена у випадку грибної інфекції. Характерно, що при цьому взаємодія патогена і рослини здійснюється на рівні двох клітинних систем, навіть у випадку, коли гриб проникає в цитоплазму рослинної клітини. Цей рівень відсутній у формуванні реакцій надчутливості при розвитку вірусної інфекції. Вірус проникає в клітину перетворюючи на свій лад її метаболізм, спрямований на формування нових вірусних частинок. При цьому використовується наявний метаболічний апарат клітини. Одночасно вірус здатний проникати в суміжні клітини, інфікуючи нові тканини і органи. При формуванні таких точкових некрозів таке поширення відсутнє, про що було також показано і в варіанті розвитку вірусної інфекції скручування хмелю в кінці 90–х років в Україні. В ряді досліджень, присвячених розвитку некрозів під впливом грибної інфекції


було показано, що при проникненні патогена в клітинах рослини відбуваються зміни в метаболізмі фенолів. При появі патогена наявні в клітинах фенольні сполуки починають окислюватись поліфенолоксидазою до токсичних хінонів. Ці речовини нагромаджуються в клітинах і викликають їх загибель. Можливо щось подібне спостерігається і у варіанті вірусних інфекцій. Вченими ще в 60-ті роки було показано про існування деяких низькомолекулярних речовин, що здатні проникати в цілі клітини, гальмувати чи повністю зупиняти реплікацію вірусу, якщо обробити ними листки через декілька днів після зараження вірусом. Більшість таких інгібіторів являються аналогами пуринів та пиримідинів, але серед них є також антибіотики та інші речовини. Всі вони являються небезпечними та шкідливими для здорових рослин, хоча частина із них подавляє розмноження вірусу при достатньо низьких концентраціях, ще майже не викликаючих макроскопічних порушень у рослин. Деякі аналоги, такі як, 2 – тіоурацил, включаються в вірусну нуклеїнову кислоту, частково заміщаючи урацил. Інші аналоги, такі як, 5 – фторурацил, включається ще більш активніше, але на питому інфекційність вірусу впливає набагато меньше. Наприклад частки ВТМ після введення в їх структуру такого аналогу залишаються інфекційними. Слід також зауважити на впливі антибіотиків на віруси. Так, циклогексамід подавляє синтез цитоплазматичними рибосомами і знижує накопичення всіх вивчених вірусів рослин. Навпаки, хлорамфенікол, блокуючий синтез білку рибосомами хлоропластів, майже не впливає на віруси. Актиноміцин D, механізм діїї якого в основному зводиться до інгібування ДНК-залежного синтезу РНК, блокує розмноження тімовірусів, каулімовірусів та деяких інших. І нарешті, існує ряд інших сполук, інгібуюючих розмноження вірусів. В якості прикладу можна навести тріхотецин (складний ефір ізокротонової кислоти та тетонового спирту, трихотеколону). Його дія залежить від рослини-хазаїну, але не від вірусу. Фізіологія вірусінфікованих рослин.  Гістологічні, цитологічні та субмікроскопічні зміни в інфікованих рослинах. Загальні відомості та класифікація.  Локалізація та транспорт вірусів в рослині. Як відомо, морфо-анатомічні зміни в клітинах рослини-господаря в значній мірі залежить від властивостей патогена і, що після проникнення у клітину вірус починає впливати на її життєдіяльність, певним чином змінюючи обмін нуклеїнових кислот, білковий синтез та ряд інших метаболічних процесів. В залежності від того, на якій стадії розвитку листка відбувається його зараження, відповідно і вираженність викликаних вірусом патологічних змін буде різною. На даний час відомо три основні види гістологічних змін у рослин при вірусній інфекції: 1) некроз або загибель клітин, тканин або органів; наприклад, Х-вірус картоплі (ХВК) викликає повний розпад флоемної тканини. 2) гіпоплазія; наприклад, клітини мезофілу проявляють мозаїчну хворобу, але вони не відрізняються від нормальних. 3) гіперплазія, коли нормальний поділ спостерігається в звичних клітинах, але спостерігається ненормальний поділ в клітинах камбію. Також відомо два основних ефекту цитологічних змін при вірусній інфекції ефект вірусної інфекції на нормальні клітинні структури та ефект утворення вірусіндукованих структур в клітині.


Вплив вірусу на окремі клітинні структури часто може бути подібним, але проявляється він для кожного вірусу специфічно. В залежності від описаного процесу вірусної інфекції рослини та стадій інфікування, доречно збагнути на те, що всілякий контакт вірусу із клітиною проходить через взаємодію із клітинною стінкою та мембранними комплексами клітини. Величезних структурних змін набуває клітинна стінка. У випадку клітинної стінки, як основної бар'єрної структури клітини, відомо три основні видозміни, такі, як: 1). Ненормальне потовщення, яке призводить до відкладення калози біля кордонів вірус-індукованих некрозів. 2). Виступи клітинної стінки, іноді плазмодесм, що вже відомо для деяких вірусів. 3). Відкладення електронно-щільного матеріалу між клітинною стінкою та плазматичною мембраною. Деструктивна дія вірусів на клітинні комплекси описана досить не погано, хоча і на зараз являється дуже важливо знати механізми вірусної локалізації та транспорту. Почнемо із органоїду №1 в клітині – ядра. Багато вірусів, наприклад, не викликають цитологічного ефекту на ядро, хоча деякі із них, такі, як наприклад, потівіруси спроможні викликати різноманітні видозміни у ядрі. Ядро може змінювати свою морфологію, утворювати інвагінації мембрани. Розглянемо подібні патологічні зміни в ядрі при вірусній інфекції скручування листя хмелю. Такі віруси, як Geminivirus, Rhabdovirus, вражуючи клітину, проводять реплікацію власних нуклеїнових кислот саме в ядрі, викликаючи певного роду видозміни. Для мітохондрій, у випадку вірусного впливу деяких вірусів, відмічається ненормальний розвиток мембранних систем, але на даний час ще бракує даних про зв ,язок вірусної реплікації із утворенням дегенеративних ефектів. У випадку вірусної інфекції представника карлавірусної групи – ВСЛХ, спостерігалось присутність віріонів в мітохондріях та деструктивна дія останніх на систему зовнішньої та внутрішньої мембран. Великих змін набувають в результаті інфікування такі органели, як хлоропласти. Так, наприклад, вірус жовтої мозаїки турнепсу (ВЖМТ) викликає утворення сферичних везикул в структурі хлоропластів та біля них. Це все призводить до структурних та біохімічних порушень інших органел. Кардинальних цитологічних змін набуває клітина, коли вона наближається до летального вироку. Ці зміни вивчені за допомогою світлової та електронної мікроскопії, але всі ці дані не дають змоги зрозуміти, як саме вірусна інфекція вбиває клітину. Слід відмітити про безпосередню локалізацію вірусів в клітинах рослин – перше місце з яких займає цитоплазма, далі органоїди. Величезної цікавості заслуговує вивчення питання про утворення вірусних включень в клітинах. Так, найбільшими представниками щодо утворень включень в клітинах, являються Потівіруси. Ці віруси (досить чисельні по представникам на різноманітних рослинних культурах) спроможні утворювати дуже різноманітні і цікаві за морфологією включення. Відомо багато змін у біохімічних та фізіологічних процесах, коли вірус інфікує рослину. Це зниження фотосинтетичної активності рослини, що супроводжується зменшенням кількості фотосинтетичних пігментів, рибосом хлоропластів та рибулозобіфосфаткарбоксилази, підвищення траспірації, підвищення активності деяких ферментів, в основному поліфенолоксидаз, підвищення чи зменшення активності регуляторів росту рослини. Для багатьох вірусних захворювань основні види метаболічних змін призводять до процесу старіння рослин. Метаболічні зміни, що індукуються вірусною інфекцією, часто не специфічні. Подібні зміни можуть проявлятись, коли причиною являються клітинні патогени, механічне або хімічне втручання. Іноді одна генетична мутація в рослині-господарі чи одна точкова мутація у вірусу призводить до переходу безсимптомного протікання захворювання до його бурхливого прояву.


Також слід відмітити, що не тільки процес реплікації вірусу призводить до метаболічних змін рослини. Іноді патологія проявляється вже в момент проникнення вірусу в клітину. Такий “ранній” негативний вплив на рослину іноді перевищує всі інші стадії розвитку вірусного захворювання. Отже, рослинам притаманний широкий спектр вірусних захворювань. Він залежить від біологічних особливостей окремих сортів, географії, агротехніки та культивування, відповідних для цього екологічних умов, таких як температура, види грунту, вологість, тощо. Згадаймо ще раз загальну схему вірусного відтворення. Віруси, попадаючи в клітини хазяїну, частково або повністю розпадаються на макромолекули, що їх складають. Після цього проходить трансляція вірусного геному або інформаційної РНК (матричної, мРНК), що синтезується на ньому, як на матриці. Для трансляції використовується генетичний апарат клітини-господаря. В результаті виникають нові вірусні білки, а також відбувається реплікація геному вірусу. В результаті із синтезованих нуклеїнових кислот і одного чи декількох вірусних білків збираються нові віруси. Цікаво, що на деяких етапах реплікації неможливо спостерігати зрілі вірусні часточки. Широко розповсюдженим шляхом проникнення вірусу в клітину є механічна передача. Вірус проходить із клітини до клітини по плазмодесмам від місця інокуляції, але цей процес іде повільніше на відміну від шляху проходження по судинам рослини, найчастіше це клітини флоеми. Не являється секретом, що велику кількість вірусів (більше 200 штук) передають наприклад попелиці. Останні пробивають своїми стилетами епідерміс рослин і п’ють сік флоеми, який багатий на продукти фотоасиміляції – полісахариди. В цей же час можна спостерігати передачу вірусів неперсистентним шляхом від однієї рослини до іншої, якщо цей шлях передачі властивий для вірусу та рослини. Відомо також про існування транспорту вірусів по судинам ксилеми – провідним пучкам, що несуть по собі воду та розчинені в ній мінеральні солі від коренів до верхівки рослини. Так, наприклад, ВСЛХ транспортується переважно саме таким шляхом – по ксилемі. Більшість вірусів в рослинах переміщуються на довгі дистанції все ж таки по флоемі, але віруси, що передаються членистоногими, спроможні переміщуватись і по ксилемі. По флоемі рух вірусів досить швидкий. Так, Geminivirus, інфікуючи цукровий буряк, розповсюджується по рослині 2,5 см/хв. На шляху контамінації вірусом існують захисні бар’єри рослини-хазяїна. Перший із них це проходження вірусу від першої враженої клітини, наступний це проходження через паренхіму до судинної системи рослини, а останній-це проходження через паренхіму до інших частин рослини-хазяїна. Слід відмітити, що можливі також не специфічні шляхи проникнення та розповсюдження вірусів в клітинах рослин. Дуже багато факторів, такі, як генотип рослини, генотип вірусу, захисні механізми є визначальними в розповсюдженні та зараженні рослини вірусом. Протягом всього періоду вивчення вірусів рослин дискутується питання, у якій формі вірус переміщується у клітині. Зрілі вірусні часточки виявляються в плазмодесмах, але такі дослідження не завжди вважаються визначальними у поясненні механізмів переміщення вірусів від клітини до клітини. На короткі дистанції вірус переміщується завдяки активації специфічного білку, який він і кодує - білок руху (БP). На довгі відстані вірус переміщується, використовуючи транспортну та везикулярну систему рослини-хазяїна. Російськими вченими було показано, що вірус тютюнової мозаїки (ВТМ) та деякі інші віруси переміщуються на довгі відстані завдяки формуванню комплексів з рибонуклеопротеїдами (РНП), які містять вірусну РНК, вірусний капсидний білок, та інші білки. Ці форми дають змоги вірусу переміщуватись на більш довгі відстані із деяким


полегшенням. Пересування в таких комплексах описано для багатьох вірусів із різних родин. Для Тобамовірусів, Бромовірусів, Кармовірусів, Кукумовірусів та Потексвірусів. В пересуванні вірусу від клітини до клітини вагоме значення мають такі фактори, як рослина-хазяїн та її специфіка, і безперечно сама морфологія вірусу. Зараз перед вченими постає питання про те, що собою являють білки руху, яка їх природа, структура, локалізація. Була показана присутність БР вірусу тютюнової мозаїки в клітинних стінках та фракціях органел інокульованих листків, але не отримано їх в достатній кількості. Також було знайдено БР вірусу огіркової мозаїки (ВОМ) в клітинних стінках старого листя інфікованих рослин. Цікаві результати отримали американські вчені, які різнобічними шляхами вивчали білки руху ВТМ та ВОМ в інфікованих та трансгенетичних рослин. Було відмічено, що білки руху вірусів із різних таксономічних груп знаходяться в тісному контакті із субклітинними компонентами і ці білки продукуються саме під час вірусного інфікування рослини. Більше того, як показують результати амінокислотного сіквенсу білків руху деяких вірусів, вони мають певну подібність, що натякає на те, що спостерігається деяка подібність у механізмах проникнення та руху вірусів.


КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ ФАКУЛЬТЕТ БІОТЕХНОЛОГІЇ АНОТАЦІЯ РОБОЧОЇ НАВЧАЛЬНОЇ ПРОГРАМИ

дисципліни «ЗАГАЛЬНА ВІРУСОЛОГІЯ» для підготовки бакалаврів зі спеціальності 6.090105 «Захист рослин» у вищих навчальних закладах ІІІ-ІV рівнів акредитації

ОКР «Бакалавр» Семестр – 4 Розподіл годин по семестрах: 4 семестр – 60 год. Число тижнів – 10 Число кредитів ЕСТS – 1,7 Лекцій – 20 год. Лабораторних занять – 30 год. Самостійна робота під керівництвом викладача НПП – 10 год Самостійна робота – 0 Форма контролю – залік Даний курс передбачає вивчення будови, складу, біологічних, фізикохімічних властивостей вірусних патогенів рослин, процеси їх реплікації та функціонування в рослинному організмі. Детально розглянуто патогенез вірусних інфекцій, шляхи передачі фітовірусів, а також вплив на фізіологію рослин. Особлива увага приділена питанням вірусної діагностики, ідентифікації, попередження та боротьби з вірусними захворюваннями та переносниками вірусів у природі. Розглянуто основні збудники, що найбільш поширені в агроценозах України та Європи.

%D0%9D%D0%9C%D0%9A%20%D0%B7%D0%B0%D0%B3.%20%D0%B2%D1%96%D1%80%D1%83%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1  

http://nubip.edu.ua/sites/default/files/%D0%9D%D0%9C%D0%9A%20%D0%B7%D0%B0%D0%B3.%20%D0%B2%D1%96%D1%80%D1%83%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you