Wie Pflanzenviren, Viroide und Satellitenviren Krankheiten verursachen

Das Brommosaikvirus (BMV) ist ein kleines, positivsträngiges, ikosaedrisches RNA-Pflanzenvirus der Alphavirus-ähnlichen Superfamilie. Laguna Design/Oxford Scientific/Getty Images

Pflanzenviren sind Viren die infizieren Pflanzen . Die Bekämpfung von Pflanzenviren ist weltweit von großer wirtschaftlicher Bedeutung, da diese Viren Krankheiten verursachen, die Nutzpflanzen zerstören. Wie andere Viren ist auch ein Pflanzenviruspartikel, auch Virion genannt, ein extrem kleiner Infektionserreger. Es ist im Wesentlichen ein Nukleinsäure (DNA oder RNA), eingeschlossen in einer Proteinhülle namens a Kapsid .

Virales genetisches Material kann doppelsträngig sein DNS , Doppelstrang RNS B. einzelsträngige DNA oder einzelsträngige RNA. Die meisten Pflanzenviren werden als einzelsträngige RNA- oder doppelsträngige RNA-Viruspartikel klassifiziert. Sehr wenige sind einzelsträngige DNA und keine sind doppelsträngige DNA-Partikel.

Pflanzenviren und Krankheiten

Abteilung für Pflanzenpathologie, North Carolina State University/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0

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Dieses Foto zeigt Orchideenblätter mit Symptomen von Ringflecken, die von einem Stamm des Tabakmosaikvirus stammen.

Abteilung für Pflanzenpathologie, North Carolina State University/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0

Anlage Viren verschiedene Arten von Krankheiten verursachen, aber die Krankheiten führen typischerweise nicht zum Absterben der Pflanzen. Sie erzeugen jedoch Symptome wie Ringflecken, Entwicklung von Mosaikmustern, Blattvergilbung und -verzerrung sowie deformierten Wuchs.

Der Name der Pflanzenkrankheit hängt oft mit den Symptomen zusammen, die die Krankheit in einer bestimmten Pflanze hervorruft. Zum Beispiel sind Papayablattkräusel und Kartoffelblattröllchen Krankheiten, die bestimmte Arten von verursachen Blatt Verzerrung. Einige Pflanzenviren sind nicht auf einen bestimmten Pflanzenwirt beschränkt, sondern können verschiedene Pflanzenarten infizieren. Beispielsweise können Pflanzen wie Tomaten, Paprika, Gurken und Tabak alle mit Mosaikviren infiziert sein. Das Trespenmosaikvirus infiziert häufig Gräser, Getreide und Bambus.

Übertragung von Pflanzenviren

Scott Bauer/USDA Agricultural Research Service/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0

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Diese Grüne Pfirsichblattlaus (Myzus persicae) ist ein wichtiger Übertragungsvektor des Pockenvirus.

Scott Bauer/USDA Agricultural Research Service/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0

Pflanzenzellen sind eukaryotische Zellen die ähnlich sind tierische Zellen . Pflanzenzellen haben jedoch eine Zellenwand das ist für Viren fast unmöglich zu durchbrechen, um eine Infektion zu verursachen. Daher werden Pflanzenviren typischerweise durch zwei gemeinsame Mechanismen verbreitet: horizontale Übertragung und vertikale Übertragung.

• Horizontale Übertragung
  Bei dieser Art der Übertragung wird das Pflanzenvirus durch eine externe Quelle übertragen. Um in die Pflanze „einzudringen“, muss das Virus die äußere Schutzschicht der Pflanze durchdringen. Pflanzen, die durch Wetter, Schnitt oder Pflanzenvektoren beschädigt wurden ( Bakterien , Pilze , Nematoden und Insekten) sind typischerweise anfälliger für Viren. Eine horizontale Übertragung erfolgt auch durch bestimmte künstliche Methoden der vegetativen Reproduktion, die typischerweise von Gärtnern und Landwirten angewendet werden. Das Schneiden und Pfropfen von Pflanzen sind übliche Arten, durch die Pflanzenviren übertragen werden können.
• Vertikale Übertragung
  Bei der vertikalen Übertragung wird das Virus von einem Elternteil vererbt. Diese Art der Übertragung tritt bei beiden auf asexuelle und sexuelle Fortpflanzung . Bei asexuellen Fortpflanzungsmethoden wie der vegetativen Vermehrung entwickeln sich die Nachkommen aus einer einzigen Pflanze und sind mit ihr genetisch identisch. Wenn sich die neuen Pflanzen aus den Stängeln, Wurzeln, Zwiebeln usw. der Mutterpflanze entwickeln, werden die Virus wird an die Entwicklung weitergegeben Pflanze . Bei der sexuellen Fortpflanzung erfolgt die Virusübertragung als Folge einer Sameninfektion.

In den meisten Fällen konnten Wissenschaftler keine Heilmittel für Pflanzenviren finden, daher konzentrierten sie sich darauf, das Auftreten und die Übertragung der Viren zu reduzieren. Viren sind nicht die einzigen Pflanzenpathogene. Infektiöse Partikel, die als Viroide und Satellitenviren bekannt sind, verursachen ebenfalls mehrere Pflanzenkrankheiten.

Pflanzliche Viroide

Europäische und mediterrane Pflanzenschutzorganisation/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0

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Die Kartoffelknollen links sind mit dem Kartoffelspindelknollenviroid infiziert. Die reduzierte Größe und der Ertrag dieser Knollen sind im Vergleich zu den gesunden Knollen auf der rechten Seite zu sehen.

Europäische und mediterrane Pflanzenschutzorganisation/Bugwood.org/CC BY-NC 3.0

Viroide sind extrem kleine Pflanzenpathogene, die aus winzigen einzelsträngigen RNA-Molekülen bestehen, die normalerweise nur wenige hundert Nukleotide lang sind. Anders als Viren fehlt ihnen ein Proteinkapsid, um ihr Erbgut vor Schäden zu schützen. Viroide kodieren nicht für Proteine und sind in der Regel kreisförmig. Es wird angenommen, dass Viroide den Stoffwechsel einer Pflanze stören, was zu einer Unterentwicklung führt. Sie stören die pflanzliche Proteinproduktion, indem sie die Transkription in Wirtszellen unterbrechen.

Transkription ist ein Prozess, bei dem genetische Informationen von DNA auf RNA übertragen werden. Die transkribierte DNA-Nachricht wird zur Herstellung von Proteinen verwendet. Viroide verursachen eine Reihe von Pflanzenkrankheiten, die die Pflanzenproduktion stark beeinträchtigen. Einige übliche Pflanzenviroide umfassen das Viroid der Kartoffelspindelknolle, das Viroid des latenten Pfirsichmosaiks, das Viroid des Avocado-Sonnenflecks und das Viroid des Birnenblasenkrebses.

Satellitenviren

Mehau Kulyk/Science Photo Library/Getty Images

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Dies ist ein Computermodell eines Satelliten-Tabak-Nekrose-Virus.

Mehau Kulyk/Science Photo Library/Getty Images

Satellitenviren sind infektiöse Partikel, die Bakterien, Pflanzen, Pilze und Tiere infizieren können. Sie kodieren für ihr eigenes Proteinkapsid, aber sie verlassen sich auf ein Helfervirus, um sich zu replizieren. Satellitenviren verursachen Pflanzenkrankheiten, indem sie in bestimmte Pflanzen eingreifen Gen Aktivität. In einigen Fällen hängt die Entwicklung von Pflanzenkrankheiten von der Anwesenheit sowohl des Helfervirus als auch seines Satelliten ab. Während Satellitenviren die durch ihr Helfervirus verursachten Infektionssymptome verändern, beeinflussen oder stören sie die virale Replikation im Helfervirus nicht.

Bekämpfung von Pflanzenviruskrankheiten

William M. Brown Jr./Bugwood.org/CC BY-NC 3.0

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Diese Tomatenfrüchte zeigen Symptome des Tomato Spotted Wilt Virus (TSWV).

William M. Brown Jr./Bugwood.org/CC BY-NC 3.0

Derzeit gibt es keine Heilung für Pflanzenviruserkrankungen. Das bedeutet, dass alle infizierten Pflanzen aus Angst vor der Verbreitung von Krankheiten zerstört werden müssen. Die besten Methoden zur Bekämpfung von Pflanzenviruskrankheiten zielen auf die Vorbeugung ab. Diese Methoden umfassen die Sicherstellung, dass das Saatgut virusfrei ist, die Kontrolle potenzieller Virusvektoren durch Schädlingsbekämpfungsmittel und die Sicherstellung, dass Pflanz- oder Erntemethoden keine Virusinfektion fördern.

Wichtige Erkenntnisse zu Pflanzenviren

• Pflanzenviren sind RNA- oder DNA-Partikel, die Pflanzen infizieren und Krankheiten verursachen.
• Die meisten Pflanzenviren sind einzelsträngige RNA- oder doppelsträngige RNA-Viren.
• Häufige Pflanzenviren umfassen Mosaikviren, Fleckwelkeviren und Blattkräuselviren.
• Pflanzenviren werden typischerweise entweder durch horizontale oder vertikale Übertragung verbreitet.
• Viroide sind einzelsträngige RNA-Moleküle, die Pflanzenkrankheiten verursachen, die zu Unterentwicklung führen.
• Satellitenviren sind extrem kleine infektiöse Partikel, die sich auf ein Helfervirus verlassen, um sich zu vermehren und Pflanzenkrankheiten zu verursachen.
• Es gibt keine Heilung für virale Pflanzenkrankheiten; daher bleibt die Prävention der Fokus der Kontrolle.