Wirus liściozwoju ziemniaka -Potato leafroll virus
| Wirus liściozwoju ziemniaka | |
|---|---|
|
|
| Roślina ziemniaka zarażona wirusem liściozwoju ziemniaka | |
Klasyfikacja wirusów 
|
|
| (bez rankingu): | Wirus |
| Królestwo : | Rybowiria |
| Królestwo: | Orthornavirae |
| Gromada: | Pisuviricota |
| Klasa: | Pisoniviricetes |
| Zamówienie: | Sobelivirales |
| Rodzina: | Solemoviridae |
| Rodzaj: | Polerowirus |
| Gatunek: |
Wirus liściozwoju ziemniaka
|
Wirus liściozwoju ziemniaka (PLRV) należy do rodzaju Polerovirus i rodziny Solemoviridae . Wirus łyka o ograniczonym dodatnim RNA infekuje ziemniaki i innych członków rodziny Solanaceae. PLRV został po raz pierwszy opisany przez Quanjera i in. w 1916 r. PLRV jest przenoszony przez mszyce, głównie mszycę brzoskwiniową, Myzus persicae . PLRV to jeden z najważniejszych wirusów ziemniaka na świecie, ale szczególnie niszczycielski w krajach o ograniczonych zasobach i zarządzaniu. Może być odpowiedzialny za straty w plonach poszczególnych roślin o ponad 50%. Według szacunków PLRV jest odpowiedzialny za roczną globalną utratę plonów w wysokości 20 milionów ton. Objawy to chloroza , nekroza i zwijanie się liści.
Gospodarze i objawy
PLRV zaraża członków rodziny Solanaceae . Najważniejszym gospodarczo żywicielem jest ziemniak Solanum tuberosum spp. U ziemniaka objawy porażenia pierwotnego, porażenia w okresie wegetacji, występują na najmłodszych liściach. Brzegi liści stają się nekrotyczne, stają się brązowe i fioletowe oraz zwijają się do środka liścia. Infekcja wtórna, która zaczyna się od zarażonych odpadków ziemniaków, powoduje bardziej nasilone objawy. Zwijanie się liści jest bardziej widoczne, a cały liść może stać się chlorotyczny, a czasami może również mieć fioletowe przebarwienie. Po wystąpieniu objawów obserwuje się martwicę tkanki łyka, zwłaszcza naci . Rośliny zakażone PLRV doświadczają zahamowania wzrostu i produkują mniejsze bulwy. Porażone bulwy zachowują normalny kształt, ale doświadczają martwicy tkanki naczyniowej. Martwica bulw może nie być widoczna podczas zbioru i może rozwinąć się podczas przechowywania. Zwykle objawia się to małymi brązowymi plamami rozsianymi po tkance. Martwica sieciowa ziemniaka jest wynikiem zakażenia wirusem liściozwoju ziemniaka (PLRV). Objaw ten jest spowodowany selektywną śmiercią i uszkodzeniem komórek w tkankach naczyniowych bulwy. Fakt, że tylko określone komórki w bulwie są dotknięte tym problemem, podczas gdy inne pozostają normalne, powoduje charakterystyczny objaw netto. Zakażenie wirusem może bezpośrednio spowodować uszkodzenie i śmierć tkanek naczyniowych lub obecność wirusa może sprawić, że te wrażliwe tkanki będą bardziej podatne na uszkodzenia spowodowane innymi stresami. Istnieje silne podobieństwo między martwicą sieciową PLRV a inną wadą bulwy, znaną jako przebarwienie końca łodygi (SED). W przeciwieństwie do PLRV uważa się, że SED jest zaburzeniem fizjologicznym.
Sam wirus jest niezwykle małą, prawie kulistą cząstką o średnicy 25 nanometrów. Może być przenoszona przez kilka gatunków mszyc zasiedlających ziemniaki, przy czym najskuteczniejsza jest mszyca brzoskwiniowa . Wektor owadów jest absolutnie niezbędny do rozprzestrzeniania się, ponieważ transmisja mechaniczna, taka jak ta, która ma miejsce, gdy liście zarażonej rośliny ocierają się o zdrową, nie występuje w przypadku PLRV. W przypadku tego wirusa proces infekcji jest w rzeczywistości dość skomplikowany. Najpierw mszyca musi zarazić się wirusem żywiąc się rośliną zarażoną PLRV. Następnie wirus musi krążyć z jelita mszycy, przez układ krążenia, aż w końcu dostanie się do gruczołów ślinowych, z których może zostać wydalony, gdy mszyca żywi się zdrowymi roślinami. Dopiero po tym mszyca może rozprzestrzenić wirusa. Ta sekwencja wydarzeń może wymagać 24 godzin. lub więcej. Niestety, raz zarażona mszyca pozostaje nim do końca życia. Rozprzestrzenianie się wirusa między roślinami w obrębie pola i między polami może być dokonywane przez uskrzydlone formy mszyc, ale większość rozprzestrzeniania się w obrębie pola, zwłaszcza z zakażonych roślin na pobliskie, zdrowe rośliny, jest dokonywana przez formy bezskrzydłe.
Programy certyfikacji nasion dopuszczają tylko bardzo mały poziom PLRV w kwalifikowanym materiale siewnym. Na przykład w Idaho, podczas drugiej inspekcji polowej, dopuszczalna ilość PLRV wynosi tylko 0,05% dla nasion G4, 0,01% dla G3 i G2 i w ogóle nie jest dozwolona w nasionach jądrowych i G1. Bardzo małe procenty PLRV w sadzeniakach zwykle nie stanowią żadnego zagrożenia dla producenta komercyjnego. Jednak nawet bardzo mały procent wirusa może stanowić problem, jeśli mszyce brzoskwiniowe pojawiają się bardzo wcześnie i obficie. W latach bardzo korzystnych dla owadów, takich jak sezon 1996, populacja mszyc może stać się tak duża, że nawet bardzo niski odsetek nasion zakażonych PLRV może spowodować rozprzestrzenienie się wystarczające, aby spowodować problem, ponieważ wraz ze wzrostem populacji mszyc czy prawdopodobieństwo, że natkną się na zainfekowaną roślinę. Zwalczanie mszyc za pomocą środków owadobójczych jest jedynym sposobem radzenia sobie z tym problemem w latach produkcyjnych, które są bardzo korzystne dla mszyc.
Infekcja przenoszona przez nasiona na ogół skutkuje małymi, skarłowaciałymi, mocno uszkodzonymi roślinami, które mają obniżony plon zarówno pod względem liczby bulw, jak i wielkości bulw. Duże bulwy, które wykazują typowe objawy martwicy siatek, mogą być wynikiem infekcji w bieżącym sezonie.
PLRV infekuje innych żywicieli, w tym kwiat księżycowy, Datura stramonium powodując martwicę międzynerwową i psiankowate, Solanum villosum powodując chlorozę, zwijanie liści i skórzastą teksturę liści. Pomidor łuskany, Physalis floridana objawy obejmują chlorozę, zwijanie się liści i karłowatość. PLRV infekuje wiele innych roślin z rodziny Solanacea, a także może infekować niektóre rośliny niepsiankowate.
Ze względu na szeroki zakres objawów występujących u różnych żywicieli, diagnozę PLRV należy przeprowadzić na podstawie zakażonego gatunku. W ziemniakach PLRV rozpoznaje się na podstawie zahamowania wzrostu i liściozwoju. Diagnoza innych wymienionych wcześniej gatunków odbywa się na podstawie wyżej wymienionych objawów. PLRV można wykryć na miejscu za pomocą PLRV AgriStrip-magnetic. Ten test przepływu bocznego wykorzystuje mikrokulki pokryte przeciwciałem specyficznym dla PLRV. Cząsteczki wirusa są oddzielane od tkanki roślinnej za pomocą silnego magnesu. PLRV AgriStrip-magnetic może wykrywać niskie miana, które wcześniej uważano za zbyt niskie dla tradycyjnych testów przepływu bocznego.
Cykl chorobowy
PLRV można wprowadzić do ziemniaków przez sadzenie zainfekowanych nasion lub przez owady jako wektory . Mszyca brzoskwiniowa ( Myzus persicae ) jest głównym wektorem PLRV. Mszyce nabywają wirusa żywiąc się zarażonymi roślinami. Zakażony łyko jest pobierany przez sztylet mszycy do układu pokarmowego. Wirus następnie przechodzi przez błonę jelita i dostaje się do hemocoel, gdzie następnie może przejść przez błonę do gruczołów ślinowych. Proces ten trwa kilka godzin, po czym mszyca będzie nadal przenosić wirusa przez resztę swojego życia. Ten proces jest znany jako transmisja trwała. W regionach o klimacie umiarkowanym mszyca brzoskwiniowa jest w stanie przetrwać zimę, składając jaja u drzewiastych gatunków z rodzaju Prunus . Jaja wylęgają się wczesną wiosną, a mszyce we wczesnym stadium rozwojowym żywią się łykiem drzewnym aż do lata, kiedy przechodzą na bardziej preferowanych żywicieli zielnych, w tym upraw rolnych. W tym czasie mszyca brzoskwiniowa może przenosić PLRV obecne w chwastach z rodziny Solanaceae na ziemniaki i inne rośliny uprawne. Rośliny ziemniaka zakażone PLRV będą produkować porażone bulwy. Posadzone zakażone bulwy dadzą początek porażonym roślinom. Mszyce mogą również przenosić PLRV na przechowywane bulwy, zwłaszcza po wykiełkowaniu. Mszyce skrzydlate mogą być przenoszone przez prądy wiatrowe na kilkaset kilometrów, co pozwala na rozprzestrzenianie się infekcji.
Środowisko
Ponieważ PLRV jest przenoszony przez wektory mszyc, częściej występuje w środowiskach sprzyjających rozwojowi mszyc. Preferowane są ciepłe i wilgotne warunki, ale mszyce mogą rozwijać się w wielu klimatach, o ile nie jest zbyt gorąco i sucho, ponieważ ich miękkie ciała sprawiają, że są podatne na przesuszenie . W tropikach mszyce utrzymują się przez cały rok, ale skuteczność transmisji PLRV spada w temperaturach powyżej 26 stopni Celsjusza. Optymalne temperatury dla mszycy brzoskwiniowej wynoszą od 13 do 19 stopni Celsjusza.
Znaczenie
PLRV jest chorobą ważną z ekonomicznego punktu widzenia ze względu na utratę plonów, jaką może powodować. Wraz z innymi wirusami przenoszonymi przez mszyce PLRV powoduje roczną stratę ziemniaków w USA w wysokości 100 milionów dolarów. Rośliny zakażone wirusem wytwarzają tylko małe lub średnie bulwy, które nie są preferowane na rynku. Gdy rośliny rosną z porażonych bulw, plon może być zmniejszony o 33-50%. Ponieważ ziemniaki są produkowane przez sadzenie bulw wyprodukowanych w poprzednim sezonie, PLRV jest szczególnie problematyczny w produkcji sadzeniaków. Nasadzenia z porażonych bulw nie przyniosą ziemniaków o jakości rynkowej i mogą spowodować znaczne straty. Zatem każda ilość infekcji przekracza próg ekonomiczny. W Stanach Zjednoczonych przemysł ziemniaczany jest ważnym źródłem przychodów, przy czym w 2009 r. najlepiej produkującymi stanami były Idaho (735 250 000 USD), Waszyngton (627 995 000 USD) i Wisconsin (246 330 000 USD).
Kierownictwo
Ponieważ PLRV jest stale transmitowany, ułatwia to kontrolę. Badania wykazały, że do przeniesienia wirusa przez mszycę potrzeba co najmniej dwunastu godzin. Dlatego PLRV można skutecznie kontrolować poprzez zmniejszenie populacji mszyc. Insektycydy układowe i dolistne mogą być stosowane w celu zapobiegania żerowaniu mszyc. Ponieważ przeniesienie wirusa przez mszyce zajmuje kilka godzin, stosuje się systemowe środki owadobójcze, a mszyca umiera, zanim zdoła przenieść wirusa. Pestycydy dolistne są stosowane, gdy kolonizujące populacje mszyc stają się zbyt wysokie i są przydatne jako metoda eliminowania mszyc w celu szybkiego zmniejszenia populacji mszyc. W zwalczaniu mszyc powszechnie stosuje się imidaklopryd , metamidofos i endosulfan . Jedno z badań wykazało, że pestycydy z parationu etylo-metylowego są mniej skuteczne w zwalczaniu mszycy brzoskwiniowej w niższych temperaturach. W temperaturze 25 stopni Celsjusza śmiertelność mszyc wynosiła 95%. W 17 st. Celsjusza śmiertelność wynosiła 90%, w 10 st. Celsjusza śmiertelność 80%, aw 7 st. Celsjusza 67%. Sugeruje to, że niektóre kontrole chemiczne są bardziej skuteczne w wyższych temperaturach. Inne strategie zarządzania obejmują higienę i certyfikację nasion. Czyszczenie wszelkich bulw samosiewów z pola zmniejsza wszelkie rezerwuary, które mogą się utrzymywać. Programy certyfikacji nasion testują partie nasion z wykorzystaniem testu ELISA do wykrywania wielu wirusów ziemniaka. Partie nasion można następnie ocenić na podstawie ilości infekcji. Silnie zainfekowane partie nasion są odrzucane i nie są używane w następnym sezonie.