тистая кислота и формальдегид обладают как ингиби торными, так и мутагенными свойствами.
Многие вирусы устойчивы к действию протеолитических ферментов (например, ВТМ), в то время как Х-ви- рус картофеля полностью разрушается под действием трипсина. Пепсин же при благоприятных условиях гид ролизует Х-вирус картофеля, в результате чего он те ряет серологическую активность и становится неин фекционным. На активность ВТМ этот фермент влияния не оказывает. Панкреатическая рибонуклеаза быстро инактивирует РНК ВТМ; при смешивании этого фер мента с целыми частицами ВТМ образуется неинфекци онный комплекс вирус — фермент. Однако при его раз бавлении возможна диссоциация с освобождением ак тивного вируса. Получены также данные о снижении концентрации вирионов в растениях при обработке их РНК-азой.
К ингибиторам вирусов относятся аналоги пуринов и пиримидинов (8-азагуанин, 2-тиоурацил, 5-фтор-
урацил).
Ряд соединений, вызывающих диссоциацию вирус ных частиц на белок и РНК, также способствует сни жению инфекционности. Таковыми являются додецил-
сульфат натрия, фенол, уксусная кислота, щелочи.
Изменчивость вирусов. Понятие о штаммах. Виру
сам, как и всему живому, присуще свойство изменчи вости. Это в первую очередь иллюстрируется наличием большого количества штаммов у фитопатогенных виру сов. У ВТМ, например, известно более 200 штаммов, которые отличаются не толькд кругом поражаемых рас- тений-хозяев (штаммы ВТМ выделены из яблони, кар тофеля, бобовых и других культур), физическими и хи мическими свойствами, но и своей патогенностью. В про цессе репродукции фитовирусов можно обнаружить ге нетически измененные формы.
В связи с проблемой изменчивости вирусов, а также необходимостью практического изучения возникающих новых вариантов вирусов требуется более подробно рассмотреть и определить понятие «штамм» примени тельно к фитовирусологии. В Словаре-справочнике фи топатолога под редакцией П. Н. Головина штамм опре делен как образец культуры какого-либо одного вида
гриба, бактерий (выделено авторами), |
отличающийся |
от других по происхождению. Там же |
упомянуто, что |
штаммы могут быть и у вирусов, однако критерии пх не расшифровываются. Между тем сравнительный ана лиз показал, что понятия о штаммах у бактерий и грибов, с одной стороны, и у вирусов — с другой, суще ственно различаются. Данное выше определение не под разумевает обязательного качественного внутривидово
го разнообразия выделенных штаммов грибов и бакте рий. Одновидовые образцы грибов и бактерий разного происхождения, выделенные, например, из разных гео графических точек, могут и не отличаться между собой. Для характеристики внутривидовых отличий у грибов введены специальные мелкие таксономические катего рии— форма, раса. Таким образом, в микологии и бак териологии штамм не является таксономической едини цей и характеризует лишь источник и место выделения гриба или бактерии.
В вирусологии же иод исторически сложившимся понятием «штамм» подразумевается внутривидовое раз нообразие вирусов, что, следовательно, приближается к понятиям «раса» и «форма» у грибов. Вирусы, выде ляемые из .разных образцов, но не охарактеризованные на штаммовую принадлежность, называют изолятами.
Итак, в вирусологии штамм — это таксономическая
категория, характеризующая внутривидовое* разнооб разие вирусов.
Естественно, что штаммы какого-либо вируса долж ны обладать рядом общих или близких свойств, кото рые позволяют их относить к одному и тому же виду вируса. К числу свойств относятся одинаковая морфо логия вирионов, антигенное родство, сходный круг вос приимчивых растений, близкие физические свойства, близкий биохимический состав и т. д. Фактически по этим же показателям штаммы и отличаются* между со бой. Различаются они и по патогенности. Например, слабопатогенные изоляты ВМТ, используемые как вак цины, и сильнопатогенные изоляты этого вируса следует относить к разным штаммам.
В практической работе не всегда удается четко опре делить, имеет ли исследователь дело с разными штам мами одного и того же вируса или с близкими видами вирусов. Это связано не с какими-либо методическими недоработками, а отражает объективно существующие
* Хотя применимость понятия вид к вирусам дискутируется, этот
термин можно использовать, понимая его относительное значение.
в природе явления. По словам В. И. Ленина, «...диалек тический материализм настаивает на приблизительном, относительном характере всякого научного положения о строении материи и свойствах ее, на отсутствии абсо лютных граней в природе, на превращении движущей ся материи из одного состояния в другое...»*. Действи тельно, в живой, постоянно изменяющейся природе абсолютные грани установить невозможно, и наши под разделения вирусов на те или иные систематические ка тегории нередко носят условный характер.
Относительный характер классификации вирусов и их штаммов, конечно, не означает, что нас должен удо влетворять сегодняшний уровень знаний. Необходимо совершенствовать методы идентификации штаммов, контролировать и учитывать в практической работе по явление новых, ранее не зарегистрированных штаммов фитовирусов.
Изменчивость вирусов представляет важный этап в их эволюции. Это явление имеет большое практическое значение, в частности при селекции растений на устой чивость.
Вирусы способны изменять свойства в естественных условиях размножения, а также при специальных пас сажах через определенный вид хозяина, под воздейст вием специальных физических или химических обрабо ток вирусных препаратов. Основой изменения наслед ственных свойств вирусов является мутационный процесс, в результате которого нарушается состав или по следовательность оснований в определенном участке ну клеиновой кислоты вируса, контролирующем данное на следственное свойство. Может происходить не только замена или выпадение основания, но и его вставка, что, естественно, приводит к более глубоким изменениям ге нетического кода.
И з м е н ч и в о с т ь в и р у с о в п р и п а с с а ж а х ч е р е з р а с т е н и я . При репродукции вирусов расте ния могут явиться причиной изменения свойств вирусов. Однако в большинстве случаев эти изменения носят ха рактер модификаций, т. е. имеют обратимый характер.
Установлена возможность изменения патогенности виру са курчавости верхушки свеклы при пассаже его через различные виды растений. Размножение вируса в мари
' " Л е н и н В. И. Поли. собр. соч., изд. 5-е, т. 18, с. 276.
стенной (Cftenopodium miirale) приводит к потере его вирулентности по отношению к свекле, а пассаж через звездчатку (Stellaria media) восстанавливает способ ность вызывать патологические изменения у растений свеклы. Повышение вирулентности показано и для ви руса обыкновенной мозаики огурца. При заражении этим вирусом на растениях вигны (Vigna sinensis) об разуются локальные некрозы. После же проведения се рии последовательных пассажей через это растение раз вивается системная инфекция. В литературе имеются примеры повышения патогенности ВТМ при пассажах через устойчивые сорта томатов в результате отбора более патогенных изолятов из смеси вирусов.
И з м е н ч и в о с т ь |
при с м е ш а н н ы х в и р у с |
ных и н ф е к ц и я х . |
Экспериментально доказана воз |
можность появления измененных свойств при смешан ной инфекции неродственных видов вирусов (ВТМ и Х-ви руса картофеля, Х-вируса картофеля и вируса обыкновен ной мозаики огурца). К- С. Сухов и О.С. Капица (1956) показали образование нового штамма Х-вируса карто феля, более патогенного по отношению к табаку и дур ману, при репродукции его в растении табака, зара
женного |
цифомандровым штаммом ВТМ. При смешанной |
инфекции |
некротического штамма Х-вируса карто |
феля с вирусом обыкновенной мозаики огурца зарегист рировано появление менее патогенного штамма Х-виру са картофеля, вызывающего на растениях дурмана и картофеля лишь признаки слабой мозаики.
М у т а ц и и ф и т о в и р у с о в могут вызываться как
*физическими (ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, повышенные температуры), так и химическими (азоти стая кислота, гидроксиламин, 5-фторурацил, диметилг сульфат, азотистый иприт и др.) воздействиями. Из мно жества мутагенных факторов наиболее изучена азотис тая кислота. Широкие исследования ее действия на ВТМ проведены в ФРГ. Установлено, что азотистая кис лота действительно вызывает мутации у ВТМ, которые обусловлены дезаминированием оснований РНК. Цито зин дезаминируется в урацил, а аденин и гуанин соот ветственно в гипоксантин и ксантин, т. е. в основания, которые обычно в состав РНК ВТМ не входят. При этом целостность цепочки РНК не нарушается. На ос нове этих материалов была изучена последовательность аминокислот в белках большого числа нитритных му
тантов ВТМ, и путем сопоставления замены аминокис лот белка с возможными изменениями оснований РНК при дезаминировании получены важные данные для расшифровки генетического кода. Примером замены (выпадения или вставки) оснований в РНК при мутаци ях может служить наличие у одного н того же вируса (или штаммов) различных по длине вирионов (сероло гически родственные изоляты вируса погремковости та бака, а также ВТМ н его орхидным штамм). Увеличение длины частицы Р. Метыоз рассматривает как резуль тат вставки оснований или дупликации участков полинуклеотидной цепи, а уменьшение длины частицы — как следствие обратных процессов.
Виды вирусов различаются по частоте образования природных мутантов. Так, у ВТМ имеется множество мутантов, в то время как у вирусов зеленой крапчатой мозаики огурца и кустистой карликовости томата их тспько несколько. Способность к образованию мутан тов присуща и штаммам вирусов. Так, штаммы вируса некроза табака, вызывающие белые некрозы на листьях коровьего гороха, часто мутируют в штаммы, образую щие красные некрозы.
Следует также отметить, что в действительности ча стота мутаций может быть гораздо выше, поскольку не исключена* возможность возникновения дефектных и нежизнеспособных форм вирусов, которые исследовате
лями практически не выявляются. |
|
В з а и м о д е й с т в и е м е ж д у |
в и р у с а м и . Сов |
местная репродукция видов или штаммов вирусов в од них и тех же клетках растения может приводить к раз личным типам взаимоотношений между ними, а в ряде случаев и изменению их свойств.
Разберем основные типы взаимодействий.
Рекомбинация (или гибридизация) вирусов — про
цесс, предполагающий взаимный обмен генетическим материалом между вирусными частицами, проникшими в клетку. При этом возникают рекомбинантные частицы вируса (гибриды), обладающие новыми свойствами, за имствованными от одного и другого родительского штамма. Это явление характерно для бактериофагов Escherichia coli; среди вирусов животных и человека ре комбинация открыта у вируса гриппа, а также у вируса оспы. Что касается фитовирусов, то вследствие интер ференции (т. е. торможения или отсутствия развития