Материал: Власов Ю.И., Ларина Э.И. Сельскохозяйственная вирусология

пшеницы и других тканей) несомненно открывают перс­ пективы для дальнейшего познания цикла репродукции фитовирусов.

Отличительная особенность размножения вирусов со­ стоит в том, что после попадания в клетку хозяина или переносчика они распадаются на макромолекулы с ос­ вобождением нуклеиновой кислоты — носителя генетиче­ ской информации. Затем вследствие трансляции вирус­ ного генома, или информационной РНК (и-РНК), син­

тезируемой на нем как на Матрице и поэтому называемой матричной (м-РНК), происходит репликация нук­

леиновой кислоты вируса и образование вирусспецифических белков. Под репликацией принято понимать

процесс самовоспроизведения (самокопирования) нук­ леиновых кислот, генов и хромосом, в основе которого лежит ферментативный синтез ДНК или РНК, осущест­ вляемый по матричному принципу. Поэтому, говоря о синтезе вирусной нуклеиновой кислоты, следует при­ держиваться этого термина, отражающего принцип об­ разования вирусной нуклеиновой кислоты.

Из вновь синтезированных нуклеиновой кислоты и вирусных белков происходит «самосборка» новых вирус­ ных частиц.

Изучение динамики инфекционного процесса вирусов

в растениях показывает наличие латентного (скрытого) периода или эклипс-периода, который предшествует по­

явлению вновь синтезированных вирусных частиц. Про­ должительность латентного периода зависит от вида вируса, а также от концентрации инфекционного мате­ риала, используемого для заражения, и температуры, при которой выращиваются растения. Например, для ВТМ этот период может составлять 15 ч. В эклипс-пе- риоде инфекционность отсутствует, но по прошествии этого периода вирионы распространяются от первона­ чально зараженных клеток к другим и репродуцируют­ ся в них. Заметное нарастание инфекционности вирусов наблюдается в среднем в течение двух-трех недель, а затем их концентрация или остается на том же уровне (например, у ВТМ), или снижается (в случае Y-вируса картофеля, вирусов огуречной мозаики, мозаики люцер­ ны в табаке и др.).

Р а н н и е с т а д и и и н ф е к ц и и . Проникновение фитовирусов, не имеющих, как правило, собственной ферментной системы, происходит через механические

повреждения или поранения, нанесенные переносчиком. После попадания вируса в клетку начинается процесс освобождения нуклеиновой кислоты от капсидного бел­ ка. Этот процесс может в какой-то мере определять круг восприимчивых растений-хозяев. Если in vitro лолучить частицы, имеющие инфекционную РНК вируса мозаики костра и белок ВТМ, то они не способны за­ разить растения ячменя, высоковосприимчивого к вирионам, состоящим из белка и РНК вируса мозаики ко­ стра, или одной РНК этого вируса. Показано также, что пшеница могла быть успешно инфицирована ВТМ, не свойственным для этого вида растения патогеном, в сме­ шанной инфекции с вирусом штриховатой мозаики яч­ меня, где, очевидно, имело место «одевание» РНК ВТМ

ты от белка и примерная длительность этого периода были установлены в опытах по заражению фасоли ви­ русом некроза табака и его инфекционной РНК. В слу­ чае инокуляции-одной РНК вирус обнаруживался .на 2—4 ч раньше; при этом устойчивость к ультрафиоле­

кая устойчивость появлялась лишь через 3 ч. Подоб­ ные данные были получены и для ВТМ.

С и н т е з в и р у с н о й РНК. По способам трансля­ ции генетической информации вирусы растений можно разбить на две группы: 1) вирионные, РНК которых со­

держат прямую информацию для синтеза структурного

рой на геномной (исходной вирусной) РНК синтезиру­ ется комплементарная ей молекула минус-цепи (м-РНК)- К первой группе принадлежат ВТМ, вирус сателлита некроза табака и один из компонентов ви­ руса мозаики люцерны, к представителям второй груп­ пы относятся двухцепочечные РНК-содержащие вирусы раневых опухолей клевера и карликовости риса, а так­ же рабдовирусы (мозаики гомфрены, некротического пожелтения салата латука и др.).

У вирусов с разделенным геномом, о которых речь шла выше, установлено комплементационное взаимодей­ ствие между компонентами. Причем у одной части этих

вирусов (например, вируса погремковости табака) один из компонентов РНК (в данном случае содержащийся в коротких частицах вируса погремковости табака) спо­ собен инфицировать хозяина. У другой части вирусов для инфекционного процесса необходимо присутствие всех компонентов генома. Этих компонентов может быть два (У Nepo- w Сошо-вирусов) или три, что типично для вирусов мозаики люцерны, мозаики костра, обык­ новенной мозаики огурца.

Детали различий между группами не установлены, но четко показано, что у вируса погремковости табака больший компонент генома содержит информацию для синтеза в клетках функциональной РНК-репликазы ви­ руса, в то время как ни один фрагмент генома других вирусов не обеспечивает такого синтеза.

С и н т е з в и р у с н о г о б е л к а . Структурный бе­ лок таких вирусов, как ВТМ и вирус желтой мозаики турнепса, синтезируется главным образом в цитоплазме на рибосомах с седиментацией 80 S.

На ранних стадиях развития инфекции синтезиру­ ется белок-репликаза, необходимый для репликации ви­ русной РНК.

‘ Л о к а л и з а ц и я м е с т р е п л и к а ц и и и с б о р ­ ки в и р у с о в . Место репликации РНК вирусов может изменяться в зависимости от вида вируса. Установлено (методами поглощения ультрафиолетовыми лучами и фазово-контрастной микроскопии), что репликация РНК ВТМ связана с ядром и, в частности, с ядрышками. У возбудителей бронзовости томатов, крапчатости кон­ ских бобов и кольцевой пятнистости томата синтез РНК, вероятно, происходит в цитоплазме. Цитоплазматиче­ ские включения, очевидно, являются местом репликации двухцепочечнои РНК вируса мозаики коровьего гороха. Не исключено также, что в синтезе РНК вируса погрем­ ковости табака принимают участие митохондрии. До­ статочно аргументирована и роль хлоропластов как места репликации РНК вируса желтой мозаики тур­ непса.

Относительно сборки вирусов in vivo сведений прак­ тически нет. Сборка простоустроенных вирусов (типа ВТМ), по-видимому, одинакова in vivo и in vitro. Час­ тицы ВТМ обычно накапливаются только в цитоплазме, однако это не исключает сборку вируса и в других участках клетки. У сложноустроенных вирусов разные

стадии репликации протекают в различных местах клет­ ки. Так, например, сборка вирионов вируса шерохова­ той карликовости кукурузы начинается в электронно­ плотных аморфных цитоплазматических включениях, а затем переходит в цитоплазму. Липидсодержащие обо­ лочки образуются при прохождении нуклеокапсида че­ рез мембрану хозяина.

Устойчивость вирусов к физическим и химическим воздействиям. Изучение воздействия различных физи­ ческих и химических факторов имеет большое практиче­ ское значение, в частности для идентификации вирусов, исследования химического состава и структуры вирио­ нов, выявления соединений, инактивирующих вирусы, с целью их дальнейшего практического использования (для дезинфекции семян, орудий, тары, профилактиче­ ских и терапевтических противовирусных обработок рас­ тений) .

Т е м п е р а т у р а . Вирусы обладают различной ус­ тойчивостью по отношению к действию повышенных температур. Термостойкость вирусов является одним из главных показателей при их идентификации. Для этой цели проводится определение точки тепловой инактива­ ции (ТТИ), т. е. температуры, при которой вирус пол­

ностью инактивируется после десятиминутного нагрева­ ния инфекционного сока. У большинства фитовирусов ТТИ находится в пределах 50...60°С. В то же время име­ ются вирусы крайне нестойкие, лабильные (вирус бронзовости томата, инактивирующийся при 43°С), и, наобо­ рот, более термостойкие (например, ВТМ, инактивация которого происходит при температуре 92...95°С, а у не­ которых штаммов при 98°С). Помимо ВТМ, к группе

вирусов (ВТМ, Х-вирус картофеля) тепловая инактива­ ция, очевидно, связана с денатурацией белка.

В качестве показателя при идентификации вирусов используется также длительность сохранения инфекционности в соке при комнатной температуре. Устойчи­ вость при выстаивании сока колеблется в широких пре­ делах. ВТМ сохраняет инфекционность в течение ряда лет, в то время как вирус бронзовости томата в отжа­ том соке полностью инактивируется в течение несколь­ ких часов.

Замораживание пораженных вирусами листьев или отжатого из них сока не оказывает значительного влия­ ния на инфекционность большинства вирусов и широ­ ко используется при их очистке.

У л ь т р а ф и о л е т о в ы й свет . При облучении уль­ трафиолетовыми лучами вирусы растений быстро инак­ тивируются, сохраняя при этом физические, химические и антигенные свойства вирионов. Устойчивость к инак­ тивации возрастает по мере увеличения разрыва между моментом заражения и временем воздействия лучами. Некоторые вирусы способны восстанавливать инфек­ ционность, утраченную после обработки ультрафиолето­ выми лучами, при облучении больных растений види­ мым светом. Это явление носит название фотореактива­ ции. Если ввести в восприимчивое растение инактивиро­

ванный вирус, то фотореактивация может наступить лишь по прошествии определенного времени. К примеру, для реактивации Х-вируса картофеля и ряда других вирусов требуется около 30 мин. При этом установлено, что большим эффектом реактивации обладают волны короче 450 нм. При облучении ими реактивация насту­ пает в течение 10...15 мин и сохраняется около 1 ч. На­ ряду с этим экспериментально показано отсутствие

дований выявлен ряд химических веществ, необратимо инактивирующих вирусы. К ним, в частности, относятся реагенты, денатурирующие белок или инактивирующие РНК, а также оказывающие ингибирующее действие на оба вышеуказанных компонента вирусной частицы. Сре­ ди них органические растворители, азотистая кислота, формальдегид, гидроксиламин, некоторые ферменты и органические кислоты, мочевина, соли тяжёлых метал­ лов, таннины и др.

Мочевина, например, вызывает денатурацию белка, при этом инактивация ВТМ и Х-вируса картофеля про­ исходит в результате отделения белка от РНК. Воздей­ ствие гидроксиламина приводит к инактивации РНК ВТМ, а также к возникновению мутаций. Аналогичное действие на РНК оказывают и алкилирующие агенты (окиси этилена и пропилена, диметилсульфат и др.). Органические растворители либо денатурируют вирус­ ный белок, либо разрушают липидсодержащие вирусы (вирус некротического пожелтения салата латука). Азо­