Сельскохозяйственная биология, 2008, № 5, с. 96-102.

УДК 635.9:578.864.3

ВИРУС ЖЕЛТОЙ МОЗАИКИ ФАСОЛИ — ВОЗБУДИТЕЛЬ ЗАБОЛЕВАНИЯ ДЕКОРАТИВНЫХ КУЛЬТУР

В.Ф. ТОЛКАЧ, Р.В. ГНУТОВА

Проводили идентификацию вируса желтой мозаики фасоли (ВЖМФ), впервые выявленного на юге Дальнего Востока России на аукубе японской, тигридии павлиньей, ирисе гибридном, а также на гладиолусе гибридном. Показано внутривидовое разнообразие вируса желтой мозаики фасоли, поражающего декоративные культуры. Изоляты вируса из аукубы японской, ириса гибридного и гладиолуса гибридного отнесены к самостоятельным, изолят из тигридии павлиньей идентифицирован как обычный штамм ВЖМФ.

Ключевые слова: семейство, род, изолят, штамм, декоративные культуры, вирус желтой мозаики фасоли, Дальневосточный регион.

Из ближнего и дальнего зарубежья в Дальневосточный регион завозится большое разнообразие семян и посадочного материала декоративных растений, нередко пораженных вирусами. Известно, что зараженные маточные растения — постоянный источник вирусной инфекции при вегетативном размножении и передаче насекомыми-переносчиками (тли, клещи, жуки и т.д.). Некоторые вирусы (Х-вирус картофеля, вирус табачной мозаики) могут передаваться от одного растения к другому контактно, не исключена семенная передача. Фитосанитарный мониторинг, проведенный нами в регионах Дальнего Востока (Приморский и Хабаровский край, Камчатская область) показал, что декоративные культуры служат источником распространения вирусов на многих сельскохозяйственных культурах. Чаще всего одними и теми же вирусами поражаются декоративные, овощные культуры и иногда картофель.

На Дальнем Востоке изучение фитопатогенных вирусов, поражающих декоративные культуры, всегда было актуально. За последние 10 лет здесь выявлены и идентифицированы вирус погремковости табака (Tobaccorattlevirus), Х-вирус картофеля (Potatovirus X), вирус табачной мозаики (Tobacco mosaicvirus), кольцевой пятнистости гортензии (Hydrangea ringspot virus) и традесканции белоцветковой (Tradescantia albiflora virus), огуречной мозаики (Cucumber mosaic virus), аспермии томата (Tomato aspermyvirus), некроза табака (Tobacco necrosis virus), бессимптомности лилии (Lilysymptomless virus), B-вирус хризантемы (Chrysanthemum B virus), крапчатости гвоздики (Carnation mottle virus) и желтой мозаики фасоли (Bean yellowmosaic virus) (1, 2). Эти вирусы негативно влияют на коммерческую ценность культур. Наиболее опасным и распространенным в Дальневосточном регионе, как показали наши исследования, остается вирус огуречной мозаики (ВОМ). В последние годы наряду с ним на декоративных культурах наиболее часто стал встречаться вирус желтой мозаики фасоли (ВЖМФ), который широко распространен на бобовых и реже на овощных культурах (3).

Цель нашей работы заключалась в идентификации ВЖМФ из нескольких декоративных растений: ириса гибридного, гладиолуса гибридного, аукубы японской и тигридии павлиньей и изучение индивидуальных особенностей изолятов этого вируса в зависимости от растения, на котором он обнаружен.  

Методика. Материалом для исследований служили декоративные растения с симптомами вирусного поражения, относящиеся к семействам Кизиловые и Касатиковые.

Аукуба японская Aucuba japonica Thunb. (сем. Кизиловые — CornaceaeDum.): растение с симптомами стягивания главной жилки и сильного скручивания листьев передано для идентификации заболевания цветоводом-любителем. Тигридия павлинья Tigridia pavonia (L.f.) Ker-Gawl. (сем. Касатиковые — Iridaceae Juss): растение c симптомами хлоротичной штриховатости было обнаружено в коллекционных насаждениях декоративных культур открытого грунта. Ирис гибридный (касатик садовый) Irishybrida hort. (сем. Касатиковые, относится к ведущей группе декоративных многолетников): растение с симптомами хлоротичной пятнистости и штриховатости выявили в частных посадках декоративных культур на юге Приморья. Следует отметить, что, кроме цветоводства, ирисы находят применение в медицине и парфюмерии, пищевой, витаминной, текстильной и других отраслях промышленности. Гладиолус гибридный (шпажник) Gladiolus × hybridus hort. (cем. Касатиковые): растение с симптомами яркой хлоротичной полосчатости обнаружили в коллекционных посадках гладиолусов у частного предпринимателя.

Идентификацию изолятов вируса проводили с использованием классических методов  исследований (4), применяя в ряде случаев собственные модификации (подбор тест-растений, определение физических свойств вирионов, семенной передачи, изучение антигенных свойств и др.).
Результаты. При идентификации патогена, поражающего аукубу японскую, изучение круга растений-хозяев показало, что из 21 вида и сорта растений из семейств Asteraceae, Chenopodiaceae, Cucurbitaceae, FabaceaeиSolanaceae изолят заражал растения только из семейства Fabaceae(табл.). Одним из наиболее чувствительных тест-растений были бобы конские Fababona: через 7-8 сут на них проявлялась системная реакция в виде хлоротичной мозаики листовой пластинки (рис., А). Горох посевной Pisumsativum сорта Конек-Горбунок на 10-е сут реагировал на заражение деформацией листовой пластинки, хлоротичной пятнистостью и штриховатостью. На пажитнике греческом Trigonella foenum-graecum спустя 5 сут после инокуляции появлялась яркая хлоротичная штриховатость, у лобии Dolichos lablab — деформация молодых листьев.

 
Для изолята из растения аукубы японской точка термической инактивации (ТТИ) составила 70-75 °C, период сохранения инфекционности (ПСИ) — 2 сут, предельное разведение инфекционного сока (ПРС) — 10-4. При световой микроскопии в клетках пораженных вирусом растений F. bona были выявлены околоядерные Х-тела, типичные для вирусов рода Potyvirus семейства Potyviridae. При электронной микроскопии в соке инфицированных растений F. bona обнаружены нитевидные вирусные частицы размером 886 нм. Вирус легко передавался тлями Myzuspersicae.В реакции двойной иммунодиффузии (РДД) подтвердили антигенное родство изучаемого изолята с вирусами рода Potyvirus — Y-вирусом картофеля, вирусом гравировки табака и ВЖМФ — дальневосточным тыквенным изолятом, причем наибольшее с ВЖМФ.

На основании полученных результатов вирус, выявленный на аукубе японской, идентифицирован как ВЖМФ рода Potyvirus семейства Potyviridae, при этом он имеет индивидуальные отличия от обычного штамма.
Для идентификации возбудителя, поражающего тигридию павлинью, инокулировали 40 видов и сортов растений из семейств Amaranthaceae, Aizoaceae, Asteraceae, Chenopodiaceae, Cucurbitaceae, Fabaceae, Malvaceae, Scrophullariaceae и Solanaceae. Симптомы системного поражения проявлялись на растениях 13 видов и сортов (см. табл.), два вида марей — квиноа и стенная Chenopodium quinoa и Ch. murale реагировали образованием локальных некрозов, целозия серебристая Celosia argentea и физалис земляничный Physalis franchetii — хлоротичной крапчатостью и деформацией листьев, все растения P. sativum сортов Чудо Кальвидона, Конек-Горбунок, Фуга, Амброзия, Сахарный малыш — хлоротичной крапчатостью. У фасоли обыкновенной Phaseolus vulgaris вирусом заразились растения сортов Московская белая и Perlicka, растения сорта Saksa оказались устойчивыми. У петунии гибридной Petunia hybrida при инфицировании отмечали хлороз жилок и светло-зеленую крапчатость, у пажитника греческого Tr. foenum-graecum и вигны китайской Vignasinensis cv. Black eye — хлоротичную мозаику, крапчатость и деформацию.
Наилучшим тест-растением для размножения и накопления изучаемого изолята вируса также оказались бобы конские F. bona: у зараженных растений наблюдалось зеленое окаймление жилок листа (см. рис., Б).
При световой микроскопии в эпидермальных клетках листьев F. bona, зараженных вирусом, наблюдали включения в виде Х-тел, характерные для потивирусов семейства Potyviridae.

Вирус, выявленный на тигридии павлиньей, передавался также M. persicae. Семенами зараженных растений Ph. franchetii и P. sativum вирус не передавался (проверено соответственно 60 и 30 семян), однако на всех сеянцах, полученных из семян инфицированных растений Ph. vulgaris, наблюдали симптомы вирусного поражения (проверено 25 семян).
При электронной микроскопии препаратов из сока инфицированных растений F. bona обнаружили нитевидные частицы длиной 750 нм.
Показатели изолята вируса из тигридии павлиньей: ТТИ — 65-70 °C, ПСИ — 1 сут, ПРС — 10-4-10-5.

В РДД с антисыворотками к вирусам из рода Potyvirus (Y-вирус картофеля, вирус гравировки табака и ВЖМФ из тыквы) выявлена высокая степень антигенного родства с ВЖМФ из тыквы. Таким образом, определена принадлежность вируса, выявленного на тигридии павлиньей, к ВЖМФ рода Potyvirus семейства Potyviridae.

Вирусом, обнаруженным на ирисе гибридном, инокулировали растения 25 видов и сортов из семейств Amaranthaceae, Asteraceae, Chenopodiaceae, Cucurbitaceae, Fabaceae и Solanaceae, из которых заразились растения только 7 видов и сортов из семейства Fabaceae.

На растениях донника белого Melilotus alba и донника лекарственного M. officinalis вирус вызывал хлороз жилок листа (кроме того, на доннике белом наблюдалась деформация молодых листьев), на Ph. vulgaris cv. Perlicka, P. sativum сорта Конек-Горбунок — хлоротичную крапчатость,  F. bona — зеленую пятнистость (см. рис., В), Tr. foenumgraecum — хлороз жилок листа и задержку роста растения. Остальные виды и сорта тест-растений оказались устойчивыми к изоляту.

Методом электронной микроскопии выявили в инфекционном соке растений с симптомами заражения типичные для потивирусов нитевидные частицы длиной около 720-750 нм. При изучении семенной передачи вируса на люцерне посевной Medicago sativa (40 семян) и P. sativum (26 семян) у сеянцев методом электронной микроскопии не обнаружили вирусные частицы в соке. При расселении инфицированных тлей Myzus persicae на чувствительные тест-растения на 5-7-е сут проявлялась системная реакция в виде хлоротичной крапчатости.

В эпидермисе лиcта пораженного растения F. bona обнаружили характерные околоядерные Х-тела, методом электронной микроскопии — нитевидные частицы, размер которых составлял 720-750 нм.

Показатели изолята из ириса гибридного: ТТИ — 55-60 °С, ПСИ — менее 1 сут, ПРС —10-6-10-7. Регистрировалась положительная РДД изучаемого изолята с антисыворотками к потивирусам (Y-вирус картофеля, вирус мозаики арбуза, ВЖМФ и др.). Таким образом, ирис гибридный поражается ВЖМФ.

Электронномикроскопическое исследование сока из пораженного растения гладиолуса гибридного показало наличие нитевидных частиц с длиной, характерной для потивирусов. В РДД изучаемый изолят четко реагировал с антисыворотками к вирусам из этого рода.

Экспериментальный круг растений-хозяев изучали на 23 видах и сортах растений из семейств Amaranthaceae, Asteraceae, Chenopodiaceae, Cucurbitaceae, Fabaceae и Solanaceae. Из них исследуемым вирусным изолятом заразилось только 5 тест-растений из семействаFabaceae, но наиболее чувствительными и реагирующими на заражение зеленой мозаикой и ярким хлорозом листа были бобы конские F. bona (см. рис., Г). На листьях растений M. officinalis и Tr. foenum-graecum развивалось хлоротичное окаймление жилок, на молодых листьях P. sativum сорта Сахарный малыш — яркий хлороз жилок, растения Ph. vulgaris cv. Perlicka реагировали на заражение бессимптомно. Показатели изолята из гладиолуса гибридного: ТТИ — 50-55 °С, ПСИ — менее 1 сут, ПРС — 10-1-10-2.

При проверке семенной передачи изолята у пораженного растения гороха (проверено 10 семян) методом электронной микроскопии вирус в сеянцах не обнаружили. Вирус легко передавался тлями M. persicae с больных растений F. bona на здоровые.

Методом световой микроскопии в эпидермисе инфицированных вирусом листьев F. bona выявили околоядерные Х-тела, характерные для потивирусов.

Таким образом, и вирус, выделенный на гладиолусе гибридном, представляет собой ВЖМФ.

Отметим, что исследователи давно обращали внимание на достаточно большое внутривидовое разнообразие ВЖМФ (5). На Дальнем Востоке выявлено шесть изолятов ВЖМФ (главным образом, на бобовых культурах: сое, горохе, клевере красном, фасоли, бобах конских, гладиолусе гибридном) (6, 7). Изолят ВЖМФ, выделенный нами на аукубе японской, отличается от бобовых изолятов: во-первых, экспериментальный круг растений-хозяев изолята ВЖМФ узко специализирован и органичен  только отдельными видами из семейства Fabaceae; во-вторых, по сравнению с обычным штаммом и изолятами ВЖМФ, выявленными ранее в Дальневосточном регионе, изолят из аукубы японской имеет довольно высокий показатель ТТИ (70-75 °C); в-третьих, в природе у этого изолята очень специфичный круг растений-хозяев, поэтому он не может быть идентифицирован как обычный штамм вируса и, по нашему мнению, должен считаться самостоятельным изолятом ВЖМФ, пополнившим внутривидовое разнообразие ВЖМФ, распространенного на Дальнем Востоке России.

Изолят ВЖМФ из тигридии павлиньей по сравнению с изолятом из аукубы японской поражает более широкий круг растений-хозяев. Экспериментально удалось заразить растения из семейств Amaranthaceae, Chenopodiaceae, Fabaceae и Solanaceae,то есть по этому признаку изучаемый изолят не отличается от обычного штамма ВЖМФ. Показатели физических свойств вируса также совпадают с таковыми для обычного штамма ВЖМФ (8). На основании полученных результатов вирус, обнаруженный на тигридии павлиньей, как мы считаем, представляет собой обычный штамм ВЖМФ.

Изоляты ВЖМФ из ириса гибридного и гладиолуса гибридного по биологическим свойствам значительно отличались от обычного штамма. Круг поражаемых растений у обычного штамма включает 3-9 семейств, симптомы заражения проявляются в виде мозаики. ВЖМФ, выявленный нами на ирисе гибридном и гладиолусе гибридном, инфицировал только растения из семейства Fabaceae, вызывая симптомы системного характера — хлоротичную крапчатость, хлороз жилок, деформацию, задержку роста, хлоротичное окаймлением жилок. Показатели физических свойств обычного штамма и полигенных изолятов также различались: ТТИ, ПСИ и ПРС у первого — соответственно 65 °С, 5-7 сут и 10-2-10-5;  у второго — 55-60 °С, менее 1 сут и 10-6-10-7; у третьего — 50-55 °С, менее 1 сут и 10-1-10-2.

Таким образом, вирусы, выделенные из ириса гибридного и гладиолуса гибридного, мы считаем самостоятельными изолятами ВЖМФ.
Итак, впервые на Дальнем Востоке России на декоративных культурах (аукубе японской, тигридии павлиньей, ирисе гибридном, гладиолусе гибридном) идентифицирован вирус желтой мозаики фасоли (ВЖМФ) Beanyellowmosaicvirus — представитель рода Potyvirus семейства Potyviridae. ВЖМФ на гладиолусе ранее уже был идентифицирован в Приморском крае, но по биологическим свойствам он отличался от изучаемого нами в настоящей работе изолята ВЖМФ. Показано внутривидовое разнообразие ВЖМФ на декоративных культурах. Выявлено 4 самостоятельных изолята ВЖМФ: на аукубе японской, ирисе гибридном, гладиолусе гибридном и тигридии павлиньей (обычный штамм).

Авторы выражают благодарность В.Г. Корж за помощь в экспериментах по изучению антигенных и физико-химических свойств вируса, Ю.В. Богунову за проведение микрофотосъемки и инженеру Н.В. Моисеенко за техническую помощь при работе с растениями.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. К р ы л о в  А.В. Вирусы растений Дальнего Востока. М., 1993.
2. Т о л к а ч  В.Ф. Таксономия фитопатогенных вирусов, выявленных на Дальнем Востоке. В кн.: Становление и развитие фитовирусологии на Дальнем Востоке. Владивосток, 1995: 16-36.
3. G n u t o v a  R.V.,  T o l k a c h  V.F.,  K o r z h  V.G. The strains of bean yellow mosaic virus. In: Abstr. IV Intern. Conf. «Bioresources  and viruses». Kiev, 2004: 168.
4. Г и б б с  А.,  Х а р р и с о н  Б. Основы вирусологии растений. М., 1978.
5. B o s  L. Bean yellow mosaic virus. CMI/AAB descriptions. Plant Viruses, 1970, 40: 1-4.
6. П о л и в а н о в а  Т.А. Вирус желтой мозаики фасоли в Приморском крае. В сб.: Некоторые вопросы биологии и медицины на Дальнем Востоке. Мат. IX конф. молодых ученых Дальнего Востока. Владивосток, 1968, 21-24.
7. Г н у т о в а  Р.В.,  К а к а р е к а  Н.Н.,  Т о л к а ч  В.Ф. и др. Некоторые свойства вируса желтой мозаики фасоли, идентифицированного на юге Дальнего Востока. Вест. АН СССР, серия биол., 1989, 3: 442-449.
8. B r u n t  A.A.,  C r a b r e e  K.,  D a l l w i t z  M. e.a. Viruses of plants. Descriptions and lists from the VIDE Database. N.-Y., 1995: 197-200.

KIDNEY BEAN YELLOW MOSAIC VIRUS — THE AGENT OF DISEASE OF ORNAMENTAL PLANTS

V.F. Tolkach, R.V. Gnutova

The authors have been identified the kidney bean yellow mosaic virus (KBYMV), for the first time discovered on the south of Russian Far East, on Japan laurel, on peacock tigerflower, on hybrid iris and gladiolus. The intraspecific variability of infective the ornamental plants of KBYMV were revealed. The virus isolates from Japan laurel, hybrid iris and gladiolus are independent, but virus obtained from tigerflower is usual strain of KBYMV.

Key words: family, genera, isolate, strain, ornamental of cultures, bean yellow mosaic virus, Russian Far East.

Оформление электронного оттиска