Вирустардың морфологиялық және физиологиялық қасиеттері, көбею ерекшеліктері. Вирустар жай микроскоппен көрінбейтін, мөлшерлері өте ұсақ келетін микроағзалар. Олардың жеке бөлшектері бір немесе бірнеше қабат ақуыз молекуласымен қоршалған, молекулалық салмағы төмен нуклеин қышқылынан тұрады. Вирустар мен вириондардың көбеюі үшін қажет көптеген ферменттер және рибосом болмағандықтан, олар тек паразиттік тіршілікке бейімделген, ие-өсімдікке толықтай бағынышты. Генетикалық апқарат бөлшектеріндегі бір немесе бірнеше рибонуклеин немесе дезрибонуклеин қышқылы арқылы таратылады. Оларды қоршайтын ақуыз қабықшасы капсид деп аталады. Өсімдік вирустарының бір-бірінен морфологиялық айырмашылықтары бар. Сырт пішіні таяқша, жіп немесе шар сияқты, спирал тәріздес келеді (29, 30- суреттер). Таяқша тәріздестерінің ұзындығы бірнеше ондықтан 2000 нм жетуі мүмкін, ал шар секілділерінің көлденеңі 17 нм. Олар нуклеин қышқылын қоршаған ақуыз қабықшасынан тұратындықтан антигендік белсенділік көрсетеді. Вирус кристалдарының молекулалық салмағы өте үлкен, мәселен темекі мозаикасынікі 49 800000 болса, картоптың Х вирусы — 30 000000.

Вирус бөлшектеріне өлі табиғат пен тірі ағзалардың біраз қасиеттері тән. Олар өсімдік жасушаларынан тысқары жерде тіршілік белгілерін көрсетпейді, қоректенбейді, кей жағдайларда химиялық заттар сияқты кристалдар түзеді. Мәселен, кептірілген темекі жапырақтарында вирус бөлшектері 50 жылға дейін тіршілік қабілетін жоймаған. Вирус бөлшектеріне тән екі қасиет, олардың тірі ағзаға жататына күмән тудырмайды. Біріншіден, олар өзі тәріздес бөлшектер түзіп, сол арқылы көбейеді; екіншіден, мутация немесе басқа жолмен тұқым қуалаушылық қасиетін өзгертіп отырады. Темекі мозаикасын қоздыратын вирусты 1:10-9 сұйылтқанның өзінде, өсімдікті залалдайтын қасиетін жоғалтпаған. Олар нуклеин қышқылын қоршаған ақуыз қабықшасынан тұратын болғандықтан антигендік белсенділік байқатады. Көпшілігі қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына берік келеді, кейде 80-900С температурада 10 минут ұстағанның өзінде уыттылығын сақтайды, ал кейбірі 37- 500С қыздырған кезде тіршілік қабілетін жояды. Вирустардың осы ерекшеліктерін себуге немесе отырғызуға арналған материалдарды аурудан айықтыру үшін пайдаланады.

Вирус бөлшектерінің өсімдік ағзасында көбеюі басқа патогендерден ерекше. Олар бірден ақуыз бен нуклеин қышқылдарына ыдырайды. Вирустар ие-өсімдіктің нуклеин қышқылының белсенділігін тоқтатып, зат алмасу үрдісін өз пайдасына жұмсайды. Соның нәтижесінде өсімдік жасушасында тек оларға қажет ферменттер түзіледі. Ондағы дайын органикалық заттардан ақуыз бен нуклеин қышқылынан тұратын жаңа вирус бөлшектерін түзеді. Плазмодесма арқылы олар көрші жасушаларға таралады, өз кезегінде оларда жаңа вирус жасушаларын түзеді. Міне, осылай өсімдік ұлпасында миллиондаған вирус бөлшектері пайда болады, бұл оның ағзасындағы қоректік заттардың сарқылуына әкеп соғады. Осы кезде вирус бөлшектері ары қарай көбеюін тоқтатып, тыныштық жағдайға көшеді. Бұл үрдіске қоршаған орта температурасы да біраз әсер етеді. Мәселен, темекі мозаикасы вирусының көбеюіне жоғарғы температура қолайлы. Вирус бөлшектері тыныштық қалпында пішіні әр түрлі келетін кристалдар ретінде өсімдік жасушаларында сақталады. Олар неғұрлым белсенді болса, вирустар да соғұрлым тез көбейеді. Осы себептен де қоректік заттар жинақталатын өсімдік мүшелерінде және түйнектер мен тамыржемістерде, вирустардың белсенділігі біраз төмендегенмен, ұзақ уақыт сақталады. Олар жаңадан өсіп келе жатқан жас өсімдік мүшелерінде жылдам көбейеді.

Вирустар плазмодесма арқылы жай таралатын болса, қоректік заттар мен су тасымалданатын түтікшелер арқылы өте тез тарайды. Олар көбінесе флоэма арқылы жоғарыдан төмен қарай жылжиды, ал төменнен жоғары қарай жылжуы өсімдіктердің гүлдену және ұрықтың жетілу кезеңінде, қоректік заттардың жеміс түзетін мүшелерде жинақталуына байланысты. Вирустардың осындай ерекшеліктерін өсімдіктердің ауруларға беріктігін агротехникалық шаралар арқылы нығайту үшін пайдалануға болады.

Вирус ауруларын анықтау үшін бірнеше әдістер пайдаланылады. Оларға өсімдік-индикаторлар немесе анықтағыш өсімдіктер тобы, вирус бөлшектерінің пішіні бойынша, серологиялық әдіс пен электронды микроскоп жатады. Соңғы жылдары бұл мақсат үшін ПЦР және ДНК әдістері кеңінен қолданылады. Анықтағыш өсімдік әдісі қолдан жұқтырғанда көптеген вирустар белгілі бір өсімдіктерде тұрақты ауру белгілерін көрсетуіне негізделген. Мәселен, темекі мозаикасының вирусын анықтау үшін Nicotina glutinosa өсімдігі қолданылады, 2-3 тәуліктен кейін оcы вирусқа ғана тән некроз дақтары түзіледі.

Вирус бөлшектері бойынша. Көптеген вирус ауруларының қоздырғышы залалданған өсімдіктердің ұлпасында сырт пішіні тұрақты келетін кристалл тәріздес немесе аморфты бөлшектер түзеді. Оларды жапырақ түктерінен немесе эпидермистен жұқа кесінді жасап, кәдімгі биологиялық микроскоп арқылы нақты анықтауға болады.

Серологиялық тәсіл өсімдік вироздарын анықтауда кеңінен қолданылып келді. Бұл әдіс вирус бөлшектеріндегі ақуыз кейбір жануарлардың қанындағы ақуызбен реакция беретініне негізделген. Егер өсімдік вирусын немесе антигенді қоян қанына ендірсе, бөтен генге жауап ретінде ағзада жаңа зат — антитела түзіледі немесе жануар иммундалады. Тектес антигендер мен антителаларды бірбіріне қосқанда мақта тәріздес тұнба түзіледі. М.С. Дунин мен Н.Н. Попова жетілдірген осы әдіс өсімдіктердің вирус ауруын анықтау үшін осы уақытқа дейін пайдаланылып келеді. Дайын анықтағыш препаратты ұзақ уақыт пайдалануға болады.

Электронды микроскоп арқылы вирус кристалдарын 100000 еседей үлкейте отырып, олардың сырт тұрпатымен қатар, мөлшерін нақты анықтауға болады. Зерттеулер нәтижесінде 70% жуық өсімдік вирустары қоздырғыштарының пішіні таяқша немесе жіпше тәріздес, ал 30% жуығы дөңгелек болатыны анықталды. Вирус ауруларының жұқпалылығын білу үшін төменде көрсетілген әдістердің бірі қолданылады. • Ауруға шалдыққан өсімдіктердің шырынын сау өсімдіктерге жұқтыру. Бұл әдіспен механикалық жолмен, жарақаттар арқылы және өсімдіктер бір-бірімен түйіскенде жұғатын вирус аурулары анықталады. • Ауру тасымалдайтын бунақденелілерді пайдалану. Арнайы жабық камераларда отырғызылған сау өсімдіктерге ауру өсімдіктерден жиналған жәндіктер отырғызылады. • Ұластыру әдісі көбінесе сүректі ағаштар мен жеміс бұталарының вирус ауруларын анықтау үшін қолданылады. Ауруға шалдыққан телінуші сау телітушіге немесе керісінше ұластырылады. • Арамсояу арқылы жұқтыру. Ауру өсімдіктен жиылғаны сау өсімдіктерге отырғызылады. Бұл әдіс ауру қоздырғышы шырын арқылы жұқпаса және ұластыру мүмкін болмаған жағдайда қолданылады.

Физиологиялық және биохимиялық өзгерістер. Вирустар өсімдік мүшелерінде күрделі өзгерістер туғызады. Олардың әсерінен өсімдіктердің зат алмасу үрдісі бұзылады, жыныс мүшелері өзгереді, бойы өспей, шамадан тыс түптенеді, әр түрлі ісіктер пайда болады. Мозаика ауруын қоздыратын вирустардың әсерінен өсімдіктердің жапырақтары алапестенеді, бозғылт-жасыл жолақтар мен сызықтар пайда болады. Вирустар өсімдіктің жоғарғы ағыс жолын залалдап, көмірсулардың жыныс және көбею мүшелерінде жинақталуына кедергі жасайды. Осының салдарынан ауруға шалдыққан жапырақтарда крахмал мөлшері көбейеді, сырт пішіні өзгереді, орталық жүйкені бойлай түтік тәріздес ширатылады, қатқыл және опырылғыш келеді. Азот пен фосфор және т.б. қоректік заттар вирус бөлшектерін түзуге жұмсалады, хлорофилл дәндерінің мөлшері азаяды. Ауруға шалдыққан өсімдіктерде тотығу және қалпына келтіру ферменттерінің екпінділігі артып, қорға жиналатын заттар ысырап болады.

Мамандануы және аурудың тасымалдануы. Фитопатогенді вирустар өсімдіктердің көптеген тұқымдастарының ауруларын қоздырады. Бір өсімдік түрі бірнеше вирус ауруларына шалдығуы, немесе оның қоздырғышы белгілі бір өсімдікке ғана мамандануы мүмкін. Жануарлар мен адамның вирус ауруларынан өсімдіктер вироздарының біраз айырмашылықтары бар. Біріншіден, фитопатогенді вирустар өсімдікке жасуша жабындысының механикалық жарақаттары немесе пісіп-сору арқылы қоректенетін бунақденелілер арқылы жұғады. Екіншіден, ауру залалданған өсімдіктердің барлық мүшелеріне таралады және оларда инфекция тұрақты сақталады. Өсімдіктер ауруға жүйелі шалдыққан кезде, олар тіршілік қабілетін сақтайды, вирус бөлшектері тез көбейеді. Кей жағдайларда өсімдік ұлпалары вирустың енуіне белсенді кедергі жасап некрозданады, осының салдарынан ауру қоздырғышы оқшауланады. Кейбір өсімдіктер белгілі бір вирус түрімен залалданған кезде өзгермейтін, үнемі тұрақты келетін белгілер көрсетеді.

Өсімдік вироздарының таралу және табиғатта сақталу ерекшеліктері. Өсімдік вироздарының біразы ауруды арнайы тасымалдайтын бунақденелілер арқылы таралады. Осыған байланысты вирус аурулары екі топқа бөлінеді. Бірінші топқа ауруды сау өсімдіктерге бірден жұқтыратын бунақденелілер жатады. Тасымалдаушы өсімдік шырынымен қоректенбесе, ауру жұқтырғыш қасиетін жоғалтады. Бұлар персистентсіз вирустар деп аталады. Осы топқа өсімдік биттерінің көмегімен таралатын картоп пен қиярдың, асбұршақ пен қант қызылшасының мозаикасы жатады.

Екінші топқа жататын вирус ауруларын бунақденелілер сау өсімдіктерге бірден жұқтыра алмайды. Олардың қоздырғыштары тасымалдаушыда жарты сағаттан бір-екі айға дейін созылатын инкубациялық мерзім өтеді. Осы мезгіл аралығында вирус бөлшектері көбейіп, ас қорытатын мүшелерден сілекей бездеріне ауысады. Осылай жұғатын ауруларды персистентті немесе циркулятивті вирустар деп атайды. Тасымалданушының денесінде инфекция ұзақ уақыт, тіптен бүкіл тіршілік кезеңінде сақталады. Бұл аурулар цикадалар, трипстер және аққанат шыбындар, кейде өсімдік биттері арқылы таралады.

Жартылай персистентті вирустар жоғарыда аталған екі топтың арасынан орын алады, тасымалдаушы ауруға шалдыққан өсімдіктермен қоректенгеннен кейін инфекция бірден жұғады. Олар ауру тасымалдайтын қасиетін 3-4 тәулік аралығында сақтай алады.

Өсімдіктердің вегетативті көбею мүшелерімен таралатын вирус аурулары оларды жүйелі түрде залалдайды. Мұндай аурулар түйнектер, пиязшықтар және тамыр жемістері арқылы көбейетін өсімдіктерде байқалады, вирус бөлшектері аталған мүшелерде сақталады. Ауру қоздырғышы сақталатын екінші бір мүше — тұқым. 300-ге жуық өсімдік вироздарының 45-ке жуығы, әсіресе бұршақ және асқабақ тұқымдастарда ауру тұқым арқылы таралады. Бірақ онда инфекция ұзақ уақыт сақталмайды. Вирус ауруларының қоздырғыштары топырақта тіршілік ететін бунақденелілер мен дөңгелек құрттарда, саңырауқұлақ пен бактериялар денесінде де сақталып, солар арқылы да тасымалданады. Вегетация кезінде ауру бір өсімдіктен екіншілеріне жұмыс құралдары арқылы жұғатын болса, ал кейбіреулерінің таралуы үшін өсімдік мүшелерінің бір-біріне жанасуы жеткілікті. Жапырақтағы болар-болмас жарақаттар немесе сынған түктер арқылы да олар оңай жұғады.

Вирустардың жіктелуі, аты-жөні немесе номенклатурасы. Вирустарды жіктеу олардың тұрақты, аса өзгермейтін қасиеті — нуклеин қышқылдарының түріне, жіпшелерінің саны мен бөлшектерінің геномда орналасу ерекшеліктеріне негізделген. Осыған байланысты олар құрамы ДНК және РНК-дан тұратын вирустар деп үлкен екі топқа, ал әр қайсысы бір және екі жіпті ДНК және үздіксіз геномды, екі компоненті вирустар деп аталатын топтарға жіктеледі. Вирустардың атауына келсек, әлі де толық қалыптасқан жүйе жоқ деуге болады. Көпшілік жағдайда олардың халықаралық атауы ие-өсімдіктің ағылшын тіліндегі атынан тұрады. Мәселен, темекі мозаикасының вирусы немесе ВТМ — Tobacco mosaik virus, жоңышқанікі – Alfalfa mosaik virus, арпаның сары ергежейлі вирозы – Barley yellow dwarf virus деп аталады (1-кесте).

Вирустардың жіктелуі және олар қоздыратын өсімдік аурулары

Вирустардың жіктелуі және олар қоздыратын өсімдік аурулары

Авторлық сілтеме:
Қойшыбаев М., Жанарбекова; Жалпы фитопатология. Аграрлық университеттердің «Өсімдік қорғау және карантин» мамандығы бойынша дайындалатын студенттеріне арналған. //Оқу құралы. — Алматы, ҚазҰАУ, 2013 жыл. — 280 бет. (Жалпы редакциясын басқарған ҚР ҰҒА академигі, профессор А.О. Сағитов).